堆焊工艺在汽车冷冲模设计与制造中的应用

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1、万方数据22．工艺与新技术·焊接技术第40卷第12期2011年12月文章编号：1002-025X(2011)12-0022-03堆焊工艺在汽车冷冲模设计与制造中的应用张迎春l'2。朱庆桂2(I．衡阳财经工业职业技术学院机械工程系，湖南衡阳421008；2．衡阳华菱钢管集团有限公司技改工程部，湖南衡阳421001)摘要：介绍了堆焊工艺在汽车冷冲模设计和制造中的应用，指明了其优点，并阐述了刃口堆焊质量的检验方法。试验表明，该堆焊工艺能够缩短模具制造周期、降低成本、提高生产率，其经济效益十分显著。关键词：冷冲模

2、：模具设计与制造i堆焊工艺中图分类号：1'c455文献标志码：B堆焊是指在金属零件表面熔敷耐磨、耐腐蚀或其他特殊性能的金属层的焊接方法。堆焊层可显著改善工件的工作性能或提高其使用寿命，还可以节约贵重金属材料、降低生产成本。常用的堆焊材料有各种钢、合金铸铁、镍基合金、钴基合金和铜合金，以及碳化钨与适当基体金属组成的复合材料等。堆焊材料根据工件工作时的磨损类型、介质性质和工作温度来选择。几乎所有的熔化焊工艺方法都可以用于堆焊，但应尽可能选用母材熔深较浅、填充材料熔化较快、经济性好的工艺方法⋯。堆焊广泛用于在钢

3、制工件上熔敷各种金属和合金．例如在原子能压力容器内壁堆焊不锈钢、在高炉料钟表面堆焊高铬合金铸铁、在机械修理中修复各种被磨损的轴以及在铸铁基体上堆焊刃口等。随着汽车品种、汽车规模的不断增加，汽车生产厂家只有加快新产品的开发力度，以推出新产品来占领市场份额．这就使得汽车生产厂家不得不加快新产品的开发和生产，缩短制造周期，降低模具制造成本，其中最有效的办法就是采用刃口堆焊技术。刃口堆焊是直接在中碳钢或铸钢模具工作零件上，用合金焊条堆焊获得高硬度刃口的工艺方法。1刃口堆焊工艺的优点刃口堆焊的主要优点有：(1)节省

4、贵重合金钢材，降低制造成本；收疆日期：2011-06—09(2)模具维修修复方便，刃口部位损坏后，可重新堆焊制造：(3)热处理缺陷少；(4)能明显延长冷冲模的使用寿命【2】。刃口堆焊的质量主要取决于堆焊基体母材、堆焊焊条的质量以及堆焊工艺的选择，还要考虑堆焊后刃口的超硬加工等。2刃口堆焊技术刃口堆焊应用较为普遍的是在铸铁基体上堆焊。在模具刃口镶块上进行刃口堆焊，如图1所示，包括在整体式、刀片式锻造镶块和用铸铁的铸造镶块上进行刃口堆焊[引。(a)整体刃口形式(b)角式镶块Co)刀片式镶块圈1镶块上堆焊刃口形

5、式2．1堆焊材料选用刃口堆焊焊条要求堆焊金属和凸、凹模基体金属能够均匀熔合，具有足够的抗剪强度、硬度、耐磨性和冲击韧性．堆焊后能进行机械加工和热处理，整个刃口处不产生裂纹、气孔、夹渣等缺陷[引。对于高速冲击、高耐磨及耐疲劳条件工作下的冷冲模，焊条应万方数据WeldingTechnofogyV01．40No．12Dec．201l·工艺与新技术·23按等成分原则来选用，即焊条的化学成分接近于冷冲10I砌的凹台并进行清洗预热，预热温度250-300模具钢的化学成分，因为这些性能都要靠合金元素来保证。通常采用与冷

6、冲模具钢合金成分完全相同又与母材有较好相熔性的焊条。目前，我国生产的D307，D317，D317A，D322，D327，D327A，BK660一S等焊条都能适用于冲模刃口堆焊。D307是高速工具钢堆焊焊条，焊后经540℃3次回火，硬度可达HRC55以上：D317是低氢钠型药皮的CrWVMo冲模堆焊焊条，适用于冷冲模堆焊，焊后空冷硬度可达HRC50以上。D322是钛钙型CrWVMo冷冲模堆焊焊条，可交、直流两用，堆焊时电弧稳定，脱渣容易，用于堆焊各种冷冲模及切削刀具，焊后空冷硬度可达HRC55以上：D327

7、是低氢钠型药皮CrWVMo冷冲模堆焊焊条，直流反接，用于堆焊各种冷冲模及切削刀具，焊后空冷硬度可达HRC55以上，D317A是高合金焊芯与药皮过渡合金相结合的铬钼钨钒堆焊焊条，具有良好的工艺性．焊后空冷硬度可达HRC58以上；D327A铬钼钨钒冷冲模堆焊焊条，用于堆焊各种冲模及切割刃具，焊后空冷硬度可达HRC50以上；BK660一S焊条是由l￡}(C)O．45％，l￡I(Si)2．5％，"(Cr)9％成分的马氏体合金所组成的堆焊焊条，特别为模具设计开发而成，效率高，熔敷金属在焊后硬度可达HRC55以上；B

8、KR-6l再引弧性能极好，熔透浅，是适合于模具堆焊和修补的钛钙系焊条；BK一70S是对硬度和韧性重视的碱性焊条，韧性和耐龟裂型性能极优，属空冷硬化型焊条，焊接后空冷硬度可达HRC55以上㈨]。2．2铸铁堆焊工艺根据生产实践，冷冲模堆焊的工艺流程如下：冷冲模准备(去污、清除裂纹)_÷焊条选定一焊条烘干一冷冲模预热_+电焊机及堆焊电流选用_+堆焊操作选择_+堆焊和热处理_÷修磨及检验。传统的刃口堆焊工艺分三步：首先镍基焊条打底，其