模具激光表面淬火与修复技术的特点介绍

对模具表面进行处理的主要目的在于提高表面的硬度、耐磨性和耐蚀性，激光表面强化技术的应用，在很大程度上提高了模具的表面性能。对于模具的关键部位常规热处理由人工采用火焰淬，火焰淬局限性很多，如硬度低，易变形，开裂，后续需深加工修正，而采用激光淬火不仅可以解决以上问题，同一硬度下采用激光淬火可以提高耐磨性和使用寿命，而且可对难加工的部位进行局部淬火。

对于提高大型模具使用寿命和减少精密模具的热处理变形，激光表面强化技术有着极大的技术优势,主要包括激光表面淬火和激光表面熔覆。

激光表面淬火

激光表面淬火是一种利用高能量激光束扫描工件使被扫描的区域表面硬化的技术。

1.激光淬火的特点

①激光淬火是快速加热、自激冷却，不需要炉膛保温和冷却液淬火，是一种无污染绿色环保热处理工艺，可以很容易实行对大型模具表面进行均匀淬火。

②由于激光加热速度快，热影响区小，又是表面扫描加热淬火，即瞬间局部加热淬火，所以被处理的模具变形很小。

③由于激光束发散角很小，具有很好的指向性，能够通过导光系统对模具表面进行精确的局部淬火。

④激光表面淬火的硬化层深度一般为0.3～1.5mm。

3.应用实例

汽车大型覆盖件模具一般用合金铸铁制造。合金铸铁的特性不宜进行整体热处理，传统工艺采用火焰淬火，其淬火硬度为40～50HRC。改用激光淬火，模具表面硬度可提高到55～65HRC，硬化层有效深度为0.5～0.7mm，模具耐磨性大大提高，零件拉伤问题得到有效控制，模具在线维修率控制在4%以下。以前每批生产完成后均需对拉深模进行大面积推磨，现只是需要进行简单维护保养便可。

激光熔覆

激光熔覆是利用高能的激光束在金属表面辐照，使涂覆材料熔化、扩展，与基体结合并迅速凝固，在基材表面形成一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料。应用激光熔覆技术处理模具表面，既可以是对己加工成坯的制造模具进行表面改性，也可以是对成形模具进行表面修复。

1.激光熔覆的特点

①由于激光的快速加热和冷却过程，激光熔覆层组织细小，结构致密。
②由于激光束的高能密度所产生的近似绝热的快速加热过程，激光熔覆对基材的热影响小，引起的变形小。激光熔覆可以有效地修补裂痕、崩角以及磨损的密封边。
③激光束的功率、位置和形状等能够精确控制，易实现选区甚至微区熔覆修复。
④熔覆层的稀释率小，可精确控制，熔覆层成分具有可设计性。
⑤无接触型处理，能实现自动化和柔性加工。

3.应用实例

近年来激光熔覆用于模具修复的技术发展较快。激光能量密度高，受热范围小，可以熔覆各种金属材料，如S136、718、2344、NAK80、8407、不锈钢、铍铜、铝合金及钛合金等。熔覆层无砂眼、气孔，与基体形成冶金结合，结合强度高、不容易脱落，可对模具进行修补裂痕、崩角、磨痕修补等。

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