本發明屬于金屬材料領域，具體涉及一種激光熔覆用修復h13模具鋼的金屬粉末。
背景技術：
：h13模具鋼用于制造沖擊載荷大的鍛模，熱擠壓模，精鍛模；鋁、銅及其合金壓鑄模，是熱作模具鋼中用途很廣泛的一種代表性鋼號。激光熔覆技術是一種表面硬化工藝技術，指在基材表面通過不同的填料方式添加被選擇的涂層材料，利用高功率密度的激光束使之與基材表面極薄層同時熔凝，并迅速凝固后形成稀釋度極低、與基體成冶金結合的表面涂層，從而顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等特性的工藝方法。應用激光熔覆技術對破損失效的h13模具鋼進行修復，能夠提高h13鋼型材擠壓模具的硬度。激光熔覆過程中所應用的金屬粉末材料，對于h13模具的修復效果有著至關重要的影響，在提升模具表面質量性能的同時，能夠不同程度的延長模具使用壽命。技術實現要素：本發明提供激光熔覆用修復h13模具鋼的金屬粉末，其各元素的質量分數為：0.35－0.50%c，0.70－3.80%si，0.50－1.60%mn，2.70－4.00%cr，1.30－3.55%mo，0.30－1.55%v，p≤0.030%，s≤0.030%，1.0-4.0%b，余量為fe和不可避免的雜質。其中：b優選2.5－3.5%，si優選2.5-3.5%。該金屬粉末粒徑為：30-150μm，流動性：15-25s/50g。制備上述激光熔覆用修復h13模具鋼的金屬粉末的方法為：原材料成分合金化配比，而后進行真空熔煉鋼錠，應用中頻感應加熱熔化鋼錠，熔煉室真空度10-1-10-2pa，采用氣霧化方法制粉，噴粉氣體氬氣壓力1-4mpa，收得粉末后進行粒度篩分。其中，真空度的控制對于粉末含氧量等指標有重大影響，噴粉氣體氬氣的壓力控制是控制粉末粒度、球形度和成粉率的核心參數，需要全面根據液流情況及各個噴粉時期做出精確調整。應用篩分后的粉末，采用激光熔覆技術，搭配不同工藝，對h13鋼表面進行修復。對模具磨損部位機加工。用丙酮擦拭模具待修復表面，去除表面油脂。根據模具磨損部位幾何形狀進行激光熔覆路徑規劃編程，制定工藝參數。采用半導體激光熔覆系統對模具磨損部位進行熔覆修復，采用上述工藝參數：激光功率1~2kw，光斑直徑1mm，送粉速率5~8kg/h，激光掃描速率500~800mm/min，搭接率30%~40%，單層熔覆厚度1~2mm，激光熔覆頭具有氬氣保護功能，氬氣流量15~30l/min。采用五軸數控機床對修復后的模具進行機加工，恢復到模具原有尺寸，，最終獲得表面性能良好的h13模具鋼。與現有技術相比，本發明的優點在于：1.該金屬粉末具有優選合金含量搭配，能夠致密緊實的與h13鋼基體結合，大幅度的提升h13鋼的表面性能，延長h13鋼的使用壽命，經濟性好。2.應用本金屬粉末對破損的h13鋼型材擠壓模具進行了激光熔覆修復，得到了表面較平整與光滑、無氣孔與裂紋的金屬陶瓷層，大大提高了h13鋼型材擠壓模具的硬度。附圖說明圖1是激光熔覆用修復h13模具鋼的金屬粉末的顯微照片。具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步描述，但不局限于下列實施例。實施例中目標產物中各元素的質量分數如表1所示，性能參數如表2所示，應用實施例對h13鋼進行激光熔覆修復后表面性能如表3所示。表1激光熔覆用修復h13鋼的金屬粉末成分（質量分數，%）實施例csimnpscrmovb實施例10.392.50.8≤0.03≤0.032.92.10.892.5實施例20.403.00.7≤0.03≤0.033.02.20.953.2實施例30.423.50.85≤0.03≤0.033.21.91.023.6對比例10.340.50.690.040.042.651.250.280.5對比例20.330.40.650.040.0352.51.00.250.8表2激光熔覆用修復h13鋼的金屬粉末性能參數（質量分數，%）實施例粒度μm流動性s/50g球形度%d50/μm實施例150-100179070實施例250-100229574實施例350-100199762對比例150-100189666對比例250-100219265表3激光熔覆修復后h13鋼表面性能實施例硬度hrc硬度提高百分比%壽命延長百分比%實施例16632220實施例26428180實施例36326170對比例152420對比例254840實施例1其各元素的質量分數為：0.39%c，2.50%si，0.80%mn，2.9%cr，2.1%mo，0.89%v，p≤0.030%，s≤0.030%，2.5%b，余量為fe和不可避免的雜質。該金屬粉末粒徑為：50-100μm，流動性：17s/50g，球形度≥90%，d50=70μm。制備方法為：原材料成分合金化配比，而后進行真空熔煉鋼錠，應用中頻感應加熱熔化鋼錠，熔煉室真空度10-1-10-2pa，采用氣霧化方法制粉，噴粉氣體氬氣壓力1-4mpa，收得粉末后進行粒度篩分。應用篩分后的粉末，采用激光熔覆技術，搭配不同工藝，對h13鋼表面進行修復。對模具磨損部位機加工。用丙酮擦拭模具待修復表面，去除表面油脂。根據模具磨損部位幾何形狀進行激光熔覆路徑規劃編程，制定工藝參數。采用半導體激光熔覆系統對模具磨損部位進行熔覆修復，采用上述工藝參數：激光功率1~2kw，光斑直徑1mm，送粉速率5~8kg/h，激光掃描速率500~800mm/min，搭接率30%~40%，單層熔覆厚度1~2mm，激光熔覆頭具有氬氣保護功能，氬氣流量15~30l/min。采用五軸數控機床對修復后的模具進行機加工，恢復到模具原有尺寸，最終獲得表面性能良好的h13模具鋼。目標產物中各元素的質量分數如表1中實施例1所示。實施例1的性能參數如表2所示。應用實施例1對h13鋼進行激光熔覆修復后表面性能如表3所示。實施例2其各元素的質量分數為：0.40%c，3.0%si，0.70%mn，3.0%cr，2.2%mo，0.95%v，p≤0.030%，s≤0.030%，3.2%b，余量為fe和不可避免的雜質。該金屬粉末粒徑為：50-100μm，流動性：22s/50g，球形度≥95%，d50=74μm。制備方法為：原材料成分合金化配比，而后進行真空熔煉鋼錠，應用中頻感應加熱熔化鋼錠，熔煉室真空度10-1-10-2pa，采用氣霧化方法制粉，噴粉氣體氬氣壓力1-4mpa，收得粉末后進行粒度篩分。應用篩分后的粉末，采用激光熔覆技術，搭配不同工藝，對h13鋼表面進行修復。對模具磨損部位機加工。用丙酮擦拭模具待修復表面，去除表面油脂。根據模具磨損部位幾何形狀進行激光熔覆路徑規劃編程，制定工藝參數。采用半導體激光熔覆系統對模具磨損部位進行熔覆修復，采用上述工藝參數：激光功率1~2kw，光斑直徑1mm，送粉速率5~8kg/h，激光掃描速率500~800mm/min，搭接率30%~40%，單層熔覆厚度1~2mm，激光熔覆頭具有氬氣保護功能，氬氣流量15~30l/min。采用五軸數控機床對修復后的模具進行機加工，恢復到模具原有尺寸，最終獲得表面性能良好的h13模具鋼。目標產物中各元素的質量分數如表1中實施例2所示。實施例2的性能參數如表2所示。應用實施例2對h13鋼進行激光熔覆修復后表面性能如表3所示。實施例3其各元素的質量分數為：0.42%c，3.5%si，0.85%mn，3.2%cr，1.9%mo，1.02%v，p≤0.030%，s≤0.030%，3.6%b，余量為fe和不可避免的雜質。該金屬粉末粒徑為：50-100μm，流動性：19s/50g，球形度≥97%，d50=62μm。制備方法為：原材料成分合金化配比，而后進行真空熔煉鋼錠，應用中頻感應加熱熔化鋼錠，熔煉室真空度10-1-10-2pa，采用氣霧化方法制粉，噴粉氣體氬氣壓力1-4mpa，收得粉末后進行粒度篩分。應用篩分后的粉末，采用激光熔覆技術，搭配不同工藝，對h13鋼表面進行修復。對模具磨損部位機加工。用丙酮擦拭模具待修復表面，去除表面油脂。根據模具磨損部位幾何形狀進行激光熔覆路徑規劃編程，制定工藝參數。采用半導體激光熔覆系統對模具磨損部位進行熔覆修復，采用上述工藝參數：激光功率1~2kw，光斑直徑1mm，送粉速率5~8kg/h，激光掃描速率500~800mm/min，搭接率30%~40%，單層熔覆厚度1~2mm，激光熔覆頭具有氬氣保護功能，氬氣流量15~30l/min。采用五軸數控機床對修復后的模具進行機加工，恢復到模具原有尺寸，最終獲得表面性能良好的h13模具鋼。目標產物中各元素的質量分數如表1中實施例3所示。實施例3的性能參數如表2所示。應用實施例3對h13鋼進行激光熔覆修復后表面性能如表3所示。對比例1其各元素的質量分數為：0.34%c，0.5%si，0.69%mn，2.65%cr，1.25%mo，0.28%v，p≤0.030%，s≤0.030%，0.5%b，余量為fe和不可避免的雜質。該金屬粉末粒徑為：50-100μm，流動性：18s/50g，球形度≥96%，d50=66μm。制備方法為：原材料成分合金化配比，而后進行真空熔煉鋼錠，應用中頻感應加熱熔化鋼錠，熔煉室真空度10-1-10-2pa，采用氣霧化方法制粉，噴粉氣體氬氣壓力1-4mpa，收得粉末后進行粒度篩分。應用篩分后的粉末，采用激光熔覆技術，搭配不同工藝，對h13鋼表面進行修復。對模具磨損部位機加工。用丙酮擦拭模具待修復表面，去除表面油脂。根據模具磨損部位幾何形狀進行激光熔覆路徑規劃編程，制定工藝參數。采用半導體激光熔覆系統對模具磨損部位進行熔覆修復，采用上述工藝參數：激光功率1~2kw，光斑直徑1mm，送粉速率5~8kg/h，激光掃描速率500~800mm/min，搭接率30%~40%，單層熔覆厚度1~2mm，激光熔覆頭具有氬氣保護功能，氬氣流量15~30l/min。采用五軸數控機床對修復后的模具進行機加工，恢復到模具原有尺寸，最終獲得表面性能良好的h13模具鋼。目標產物中各元素的質量分數如表1中對比例1所示。對比例1的性能參數如表2所示。應用對比例1對h13鋼進行激光熔覆修復后表面性能如表3所示。對比例2其各元素的質量分數為：0.33%c，0.4%si，0.65%mn，2.5%cr，1.0%mo，0.25%v，p≤0.030%，s≤0.030%，0.8%b，余量為fe和不可避免的雜質。該金屬粉末粒徑為：50-100μm，流動性：21s/50g，球形度≥92%，d50=65μm。制備方法為：原材料成分合金化配比，而后進行真空熔煉鋼錠，應用中頻感應加熱熔化鋼錠，熔煉室真空度10-1-10-2pa，采用氣霧化方法制粉，噴粉氣體氬氣壓力1-4mpa，收得粉末后進行粒度篩分。應用篩分后的粉末，采用激光熔覆技術，搭配不同工藝，對h13鋼表面進行修復。對模具磨損部位機加工。用丙酮擦拭模具待修復表面，去除表面油脂。根據模具磨損部位幾何形狀進行激光熔覆路徑規劃編程，制定工藝參數。采用半導體激光熔覆系統對模具磨損部位進行熔覆修復，采用上述工藝參數：激光功率1~2kw，光斑直徑1mm，送粉速率5~8kg/h，激光掃描速率500~800mm/min，搭接率30%~40%，單層熔覆厚度1~2mm，激光熔覆頭具有氬氣保護功能，氬氣流量15~30l/min。采用五軸數控機床對修復后的模具進行機加工，恢復到模具原有尺寸，最終獲得表面性能良好的h13模具鋼。目標產物中各元素的質量分數如表1中對比例2所示。對比例2的性能參數如表2所示。應用對比例2對h13鋼進行激光熔覆修復后表面性能如表3所示。當前第1頁12