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塑料模具修复技术常用方法

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:用于塑料模具的精密修复中,多是火焰喷涂、等离子喷涂。为了满足塑料模具的发展和修复失效模具技术的要求,需要热影响小、稀释率低、基体与涂层结合强度高、能修复尺寸精度要求高且能够实现自动化的精密修复技术,即激光焊接和激光熔覆技术。

塑料模具修复技术常用方法

1. 堆焊

将填充金属焊接在模具损坏处的表面上,达到所要求的性能和规格。堆焊技术在传统上多是手工焊,也能够修复塑料模具

2. 电刷

该技术是在常温和无槽条件下,在工件局部表面快速电化学沉积一种金属或合金,已经被广泛应用于各工业部门,并取得了显著的经济效益。电刷镀设备简单、工艺简单、操作灵活、沉积速度快、镀层粗糙度低、镀层硬度与耐蚀性高。但电刷镀的镀液易产生污染,电源价格较高,劳动强度大,修复成本高。

3. 表面喷涂

一般,采用火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和超音速喷涂等,将丝状、粉末状的金属或非金属材料加热熔化形成熔滴,以一定速度射向预处理基体表面,形成具有一定结合强度的涂层来修复模具。用于塑料模具的精密修复中,多是火焰喷涂、等离子喷涂。喷涂工艺过程简单易于操作,被喷涂物体的尺寸、大小和形状不受限制,既可对大型模具大面积喷涂,也可对工件的局部喷涂。但涂层与基体结合方式为机械结合,涂层易剥落,且有些喷涂的设备复杂、工艺条件要求高,不易操作。(www.xing528.com)

4. 塑料模具的精密修复

随着塑料模具向超大型、小型、精密、复杂、多样化等方向发展,其失效的尺寸已是毫米级、微米级,传统修复塑料模具技术由于技术本身的限制已不能满足要求。例如,不易实现自动化,工作效率低;热量输入大,模具的热影响区大,易变形,甚至开裂、剥落;涂层稀释率大,基体与涂层的性能低;基体和涂层材料非冶金结合,使用寿命短;不适于精密地修复小型塑料模具、局部受损模具和精密度要求高的塑料模具。为了满足塑料模具的发展和修复失效模具技术的要求,需要热影响小、稀释率低、基体与涂层结合强度高、能修复尺寸精度要求高且能够实现自动化的精密修复技术,即激光焊接和激光熔覆技术。

(1)激光焊接精密修复技术 激光焊接修复能进行微小部分的焊接及修补工作,弥补了传统氩气烧焊、冷焊技术在修补焊接精细表面的不足。其原理是利用激光焊接原理,以激光高能量集中定点的焊接。焊接修复无需预热、无咬边,快捷精密焊后无沙眼、气孔,黏接强度高,冶金结合不容易脱落。目前,国内外用于塑料模具修复的焊接设备及系统有:德国通快公司的PowerWeld 和PowerWeldmultiflex 激光焊接机、德国ALPHA 公司的封闭型ALW vario和开放型AL 激光焊接机、德国O.R.Lasertechnologic GmbH 公司的LRS 系列激光沉积焊接机、大族激光科技股份有限公司提供的W 系列激光焊接机、广州瑞通千里激光设备有限公司的LWS 系列激光焊接机等。激光焊接技术可以修复的塑料模具材料有2344、S136、718、8407、SKD61、NAK80、2767、GS083、P20、不锈钢铝合金、铍铜、钦合金等。激光焊接修复塑料模具所用焊丝有P20、SKD61、MOLD 等系列,多为丝状、条状的成型材料,焊丝直径在0.1 ~0.8 m m 之间。

激光焊接修复技术虽然能精密地修复尺寸精度要求高的失效塑料模具,但其焊丝成分、尺寸固定,不能针对失效模具的材料、组织以及失效形式按需设计,修复层中存在的缺陷较多,限制了激光焊接技术在精密修复塑料模具中的广泛应用。

(2)激光熔覆精密修复技术 激光熔覆技术的特点是能将两种或两种以上的不同材料结合到一起,充分发挥各自的性能。激光熔覆技术分为预置法激光熔覆和同步送粉法激光熔覆。预置法激光熔覆,是采用适当的方法在需要处理的零部件表面预置一层能满足使用要求的特殊粉末,然后用高能激光束对快速扫描涂层,预置粉末在瞬间熔化并凝固,同时基体金属也随之熔化薄薄的一层,两者之间的界面在很小的区域内迅速产生分子或原子级的交互扩散,形成牢固的冶金结合。同步送粉法激光熔覆,是用高功率激光束以恒定功率与热粉流同时入射到模具表面上,一部分入射光被反射,一部分光被吸收,瞬间被吸收的能量超过临界值后,金属熔化产生熔池,然后快速凝固使得粉末材料与基体形成冶金结合的覆层。预置粉末法由于粉末间有空隙,不利于激光热传导,并且容易形成裂纹、气孔,影响涂层与基体的冶金结合。同步送粉法是粉末由保护气体带入激光束中,激光直接照射粉末和基体,两者共同熔化形成冶金结合。这种方法所需的激光能量低于预置粉末法,且涂层与基体冶金结合出现缺陷的几率小。激光熔覆技术由于熔覆层的材料、性能都可以根据实际失效形式调整,熔覆层厚度在10 μm~2.5 mm之间可按需调节,实际生产中可以根据原模具材料和性能的要求匹配,工艺过程简单、易操作,近年来国内外该技术在塑料模具修复方面日益成熟。

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