一种耐火砖模具的再制造修复方法技术

本发明专利技术涉及一种耐火砖模具的再制造修复方法，属于再制造技术领域。本发明专利技术通过W掺杂提高了氧化膜的界面结合力，有效消除了氧化膜/涂层界面的孔洞，且细化晶粒，改变涂层中不同相的分布状态，并显著提高涂层的抗循环氧化能力，同时由于W为强碳化物形成元素，主要用来增加堆焊合金的红硬性，W与C原子的化学亲和力大，易生成高熔点、高硬度的W2C，WC，这些微小、弥散分布的碳化物在晶界处析出，在加热时不会完全溶解，可有效地阻止奥氏体晶粒的长大，从而起到细化晶粒的作用，保障了零部件锻造后的尺寸精度和组织致密度；本发明专利技术提高材料表面的耐磨性能、韧性，提高了锻造模具的耐磨性能和硬度，从而延长了锻造模具的使用寿命。

Remanufacturing and repairing method for refractory brick mold

The invention relates to a remanufacturing and repairing method for a refractory brick mold, which belongs to the field of remanufacturing technology. The invention improves the interfacial adhesion of the oxide film by W doping, effectively eliminates the pores of the oxide film/coating interface, refines the grain, changes the distribution state of different phases in the coating, and remarkably improves the cyclic oxidation resistance of the coating. At the same time, because W is a strong carbide forming element, it is mainly used to increase the red of the overlay welding alloy. Hardness, high chemical affinity between W and C atoms, easy to produce high melting point, high hardness of W2C, WC, these small, dispersed carbides in the grain boundary precipitation, when heated can not be completely dissolved, can effectively prevent the growth of austenite grain, thus play a role in refining the grain size of parts after forging. The invention improves the wear resistance and toughness of the material surface, improves the wear resistance and hardness of the forging die, thereby prolonging the service life of the forging die.

【技术实现步骤摘要】
一种耐火砖模具的再制造修复方法
本专利技术涉及一种耐火砖模具的再制造修复方法，属于再制造

技术介绍
耐火砖模具是耐火砖生产过程中的关键设备，其工作条件极其恶劣，承受着耐火材料硬颗粒的高应力磨粒磨损和应力疲劳裂纹。因此耐火砖模具的性能将直接影响着耐火砖的生产效率和质量。耐火砖模具与耐火材料接触的工作面积大，其工作条件比较恶劣。用于制作耐火砖的高铝熟料或粘土料其中里面含有不规则的氧化铝颗粒，而氧化铝颗粒的莫氏硬度为9，在压力机的作用下极易产生高应力的磨粒磨损。工作过程中模具表面在压力机的作用下与耐火材料中的氧化铝、二氧化硅、粘土等硬颗粒挤压成型，在压制成型过程中坚硬颗粒的挤压、刮削和研磨造成其工作条件比较恶劣。众多的硬质颗粒点在压制过程中与模具工作表面发生摩擦，使得模具磨损很快。耐火砖对表面质量要求严格，当其出现裂纹、断裂、欠层、勒角或尺寸超差等缺陷的时候耐火砖均为废品，而此时工作面仅超过允许磨损深度0.3～0.5mm。以使用最为广泛的高铝砖为例其中氧化铝的含量约为55～65%，氧化铝的莫氏硬度为9，相当于1800的维氏硬度，明显高于常见的金属材料和渗碳体型碳化物，属于高应力的磨粒磨损。在耐火砖模具的使用过程中主要是耐火材料硬颗粒的高应力磨粒磨损和由此而产生的应力疲劳裂纹。再制造是针对损伤或报废的零部件，通过应用先进的表面工程技术，恢复原来的尺寸精度和质量要求，并达到或者超过原产品的性能，最终达到原产品的使用标准。现在已经初步形成了多种再制造技术，包括：自动化纳米颗粒复合电刷镀技术、纳米减磨智能自修复添加剂技术、自动化高速电弧喷涂技术、自动化微束等离子熔覆技术和激光熔覆等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有耐火砖模使用过程中耐火材料硬颗粒的高应力磨粒磨损和由此而产生的应力疲劳裂纹使得模具使用寿命短，模具更换频率高，导致耐火砖的生产效率低的问题，提供了一种耐火砖模具的再制造修复方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种耐火砖模具的再制造修复方法，具体步骤为：（1）取氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠，加入去离子水中混合，再加入烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌10～15min，得表面处理液；（2）将模具加工表面用砂纸进行打磨抛光处理，再将抛光后的模具用表面处理液超声处理15～20min，得前处理模具；（3）将前处理模具依次用丙酮、去离子水超声清洗后用氮气吹干，并浸泡在质量分数为5%氢氧化钠溶液中10～15min，取出模具后水洗吹干，得预处理模具；（4）取与模具基材冶金相容性良好的合金粉末；（5）将合金粉末采用高速电弧喷涂喷涂在预处理模具表面喷涂1.0～1.5mm面层；（6）用着色探伤法对模具表面加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔。步骤（1）所述表面处理液由下述重量份原料组成：15～20份氢氧化钠，18～20份碳酸钠，32～40份磷酸钠，3～5份硅酸钠，1～2份烷基酚聚氧乙烯醚，800～1000份去离子水。步骤（2）所述抛光处理为抛光处理至模具表面的粗糙度Ra为0.01～0.10um。步骤（2）所述超声处理参数为超声波功率15～18kW，控制温度70～80℃。步骤（4）所述合金粉末化学成份按重量百分比为：C0.1～0.3%，Cr18～25%，Mo0.5～2.0%，Ni1.2～2.0%，B1.5～2.5%，Mn0.5～1.0%，Si0.5～1.0%，V0.1～1.0%，W0.5～1.0%，Nb0.15～0.20%，Fe余量。步骤（5）所述高速电弧喷涂参数为电压35～40V，电流850～860A，喷枪速度250～280mm/s，喷涂距离75～80mm，送粉速率2.5～3.0g/min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术通过W掺杂提高了氧化膜的界面结合力，有效消除了氧化膜/涂层界面的孔洞，且细化晶粒，改变涂层中不同相的分布状态，并显著提高涂层的抗循环氧化能力，同时由于W为强碳化物形成元素，主要用来增加堆焊合金的红硬性，W与C原子的化学亲和力大，易生成高熔点、高硬度的W2C，WC，这些微小、弥散分布的碳化物在晶界处析出，在加热时不会完全溶解，可有效地阻止奥氏体晶粒的长大，从而起到细化晶粒的作用，保障了零部件锻造后的尺寸精度和组织致密度；（2）本专利技术通过模具表面高速电弧喷涂改性层，获得较理想的微观组织分布和性能优异的涂层，使得模具表面强化处理及失效修复，改善了材料表面涂层的微观组织、结构，提高材料表面的耐磨性能、韧性，提高了锻造模具的耐磨性能和硬度，从而延长了锻造模具的使用寿命。具体实施方式取15～20g氢氧化钠，18～20g碳酸钠，32～40g磷酸钠，3～5g硅酸钠，加入800～1000mL去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min，再加入1～2g烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌10～15min，得表面处理液，将模具表面用砂纸进行打磨，抛光处理至模具表面的粗糙度Ra为0.01～0.10um，再将抛光后的模具置于超声波清洗机中，并浸没在表面处理液中超声处理15～20min，保持超声波功率为15～18kW，控制温度为70～80℃，得前处理模具，将前处理模具浸泡在丙酮中以300W超声波超声清洗8～10min，再转入去离子水中以400W超声波超声清洗10～12min，取出后用氮气吹干，并浸泡在质量分数为5%氢氧化钠溶液中10～15min，取出模具后用去离子水洗涤3～5次，并用氮气吹干，得预处理模具，取与模具基材冶金相容性良好的合金粉末，合金粉末化学成份按重量百分比为：C0.1～0.3%，Cr18～25%，Mo0.5～2.0%，Ni1.2～2.0%，B1.5～2.5%，Mn0.5～1.0%，Si0.5～1.0%，V0.1～1.0%，W0.5～1.0%，Nb0.15～0.20%，Fe余量，将合金粉末采用高速电弧喷涂喷涂在预处理模具表面喷涂1.0～1.5mm面层，控制电压为35～40V，电流为850～860A，喷枪速度为250～280mm/s，喷涂距离为75～80mm，送粉速率为2.5～3.0g/min，用着色探伤法对模具表面加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔。取15g氢氧化钠，18g碳酸钠，32g磷酸钠，3g硅酸钠，加入800mL去离子水中，以300r/min搅拌20min，再加入1g烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌10min，得表面处理液，将模具表面用砂纸进行打磨，抛光处理至模具表面的粗糙度Ra为0.01um，再将抛光后的模具置于超声波清洗机中，并浸没在表面处理液中超声处理15min，保持超声波功率为15kW，控制温度为70℃，得前处理模具，将前处理模具浸泡在丙酮中以300W超声波超声清洗8min，再转入去离子水中以400W超声波超声清洗10min，取出后用氮气吹干，并浸泡在质量分数为5%氢氧化钠溶液中10min，取出模具后用去离子水洗涤3次，并用氮气吹干，得预处理模具，取与模具基材冶金相容性良好的合金粉末，合金粉末化学成份按重量百分比为：C0.1%，Cr18%，Mo0.5%，Ni1.2%，B1.5%，Mn0.5%，Si0.5%，V0.1%，W0.5%，Nb0.15%，Fe余量，将合金粉末采用高速电弧喷涂喷涂在预处理模具表面喷涂1.0mm面层，控制电压为35本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐火砖模具的再制造修复方法，其特征在于，具体步骤为：（1）取氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠，加入去离子水中混合，再加入烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌10～15min，得表面处理液；（2）将模具加工表面用砂纸进行打磨抛光处理，再将抛光后的模具用表面处理液超声处理15～20min，得前处理模具；（3）将前处理模具依次用丙酮、去离子水超声清洗后用氮气吹干，并浸泡在质量分数为5%氢氧化钠溶液中10～15min，取出模具后水洗吹干，得预处理模具；（4）取与模具基材冶金相容性良好的合金粉末；（5）将合金粉末采用高速电弧喷涂喷涂在预处理模具表面喷涂1.0～1.5mm面层；（6）用着色探伤法对模具表面加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔。

【技术特征摘要】
1.一种耐火砖模具的再制造修复方法，其特征在于，具体步骤为：（1）取氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠，加入去离子水中混合，再加入烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌10～15min，得表面处理液；（2）将模具加工表面用砂纸进行打磨抛光处理，再将抛光后的模具用表面处理液超声处理15～20min，得前处理模具；（3）将前处理模具依次用丙酮、去离子水超声清洗后用氮气吹干，并浸泡在质量分数为5%氢氧化钠溶液中10～15min，取出模具后水洗吹干，得预处理模具；（4）取与模具基材冶金相容性良好的合金粉末；（5）将合金粉末采用高速电弧喷涂喷涂在预处理模具表面喷涂1.0～1.5mm面层；（6）用着色探伤法对模具表面加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔。2.如权利要求1所述的一种耐火砖模具的再制造修复方法，其特征在于，步骤（1）所述表面处理液由下述重量份原料组成：15～20份氢氧化钠，18～20份碳酸钠，32～40份磷酸钠，3～5份硅酸钠，1～2份烷基酚聚氧乙烯醚，800～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋春霞，王文新，朱华，
申请(专利权)人：蒋春霞，
类型：发明
国别省市：江苏,32