一种汽车冲压模具激光再制造处理方法技术

本发明专利技术提供了一种汽车冲压模具激光再制造处理方法包括如下步骤：步骤一、对模具的整体材料进行预处理；步骤二、检测模具母材的实际硬度；步骤三、根据工况要求对所述模具进行选粉；步骤四、开气试粉；步骤五、启动送粉机的送粉按钮进行送粉对焦；步骤六、调整保护气气体压力。本发明专利技术在保持模具本身基本硬度HRC30‑40不发生改变的情况下，采用新型激光熔覆修复处理技术进行处理，可使得模具表面强度，模具表面硬度可达HRC55‑60，耐磨性增强，抗腐蚀性能增强，提高了模具使用的寿命，缩短了采用常规的补焊等方式修复的加工周期，节约人力、财力和物力。

A laser remanufacturing method for automobile stamping die

【技术实现步骤摘要】
一种汽车冲压模具激光再制造处理方法
本专利技术属于汽车冲压模具的加工领域，尤其是涉及一种汽车冲压模具激光再制造处理方法。
技术介绍
汽车模具在汽车制造领域中具有至关重要的作用，汽车模具的质量直接决定产品的质量。提高汽车模具的使用寿命和使用精度，缩短汽车模具的制造周期，是许多企业急需解决的技术问题，但在汽车模具生产使用过程中经常会出现塌角、压伤、压裂、变形、磨损、甚至折断等失效形式。因此，对汽车模具的再制造修复也是必要的。汽车模具再制造修复的方法很多，如电火花工艺、氩弧焊修复、焊补、电刷镀方法。采用以上的修复方式进行修补带来焊接热影响面积大、焊点大，修复周期长，工作量大、成本较高、资源浪费而且修补工艺繁杂，例如常见的补焊修复工艺流程包括：焊补前修整、有机溶剂除油、堆焊底层、堆焊中间层、堆焊工作层、焊补后修整、抛光。尤其是Cr7V-L热冲压成型模具材质，该模具修复前现场实际检测的硬度在HRC30-40之间，修复要求硬度在HRC50-55之间，修复厚度1.2-1.5mm之间，该模具材质为德国进口材质，因为在长期使用的过程中出现大量的磨损，导致模具型面、利角区等关键地方缺量，冲压成型出来的零件尺寸不合格，导致零件批量报废；重新制作模具时间周期长，资源浪费严重，损耗成本过高，而且采用常规的补焊、堆焊修补方式进行修补工作量过大、热影响面积大，并且修补量不易控制，修补工艺过于复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种汽车冲压模具激光再制造处理方法，适用于Cr7V-L热冲压成型模具材质，该模具修复前现场实际检测的硬度在HRC30-40之间，修复要求硬度在HRC50-55之间，修复厚度1.2-1.5mm之间。为达到上述目的，本专利技术一种汽车冲压模具激光再制造处理方法，包括如下步骤：步骤一、对模具的整体材料进行预处理，使其整体保持干净、整洁；步骤二、检测模具母材的实际硬度，选取实际硬度为HRC30-40的模具进行再制造处理；步骤三、根据工况要求对所述模具进行选粉，开启送粉机的搅拌器进行装粉；步骤四、开气试粉，打开氮气瓶上的开关，调整氮气输送量使得输送数值为5mbar，调整送粉机的气压表检测数值在6-8mbar之间，启动试气按钮；步骤五、启动送粉机的送粉按钮进行送粉对焦，根据模具表面的加工高度进行送粉对焦；将半导体激光器的光斑开启，通过试教器调整激光头，使得送粉机和激光头的光斑在同一个焦点；步骤六、调整保护气气体压力,开启压缩空气滤清器，采用压缩空气作为保护气，采用五级过滤系统进行过滤，压缩空气的入气经过二级过滤，出气经过三级过滤，过滤后的气体通过球阀仪进行气量调节，气量调节为2-5mbar，球阀仪通过气管连接激光头，以保护激光头的保护镜片；进一步地，还包括如下步骤：步骤七、测试参数，采用半导体激光器在不影响加工区域和不影响汽车冲压模具本身质量的区域进行选段熔覆，根据测试结果调整激光熔覆的工作参数，直到满足工况要求后记录工作参数；步骤八、规划激光熔覆的修复路径，结合实物或针对该模具的特性进行修复路径拟定；步骤九、现场开气、开水、关闭激光，启动设备试运行程序，对工艺路线进行仿真确认；步骤十：正常启动设备，对模具进行激光熔覆处理。进一步地，在步骤七中，所述工作参数包括材质、基材硬度、功率、焦距、速度、送粉量、镜焦、离焦量、光斑尺寸、粉末硬度、修复硬度、修复厚度。进一步地，在步骤八中，所述修复路径拟定包括以下步骤：S1：优先修复利角区、棱角区或刃口区，修复利角区、棱角区或刃口区时，采用功率为修复平面区时功率的1/2，送粉量为修复平面区时送粉量的1/2，扫描速度为修复平面区时扫描速度的1/2，在该利角区、棱角区或刃口区的修复起始点或结束点开始修复；多段利角区、棱角区或刃口区进行修复搭接时,搭接起始点和结束点相互重叠3-5mm；S2：修复曲面区或者弧面区时，将激光头倾斜15°进行修复，采用的光斑尺寸为长5mm,宽5mm，修复面之间的搭接量为2.5-3mm，在该曲面区或者弧面区的修复起始点或结束点开始修复；S3：修复平面区或斜面区时，将激光头倾斜10°，修复面搭接采用的光斑尺寸为长5mm,宽5mm，修复面之间的搭接量为2.5-3mm，在该平面区的修复起始点或结束点开始修复；S4：修复包边区2时，采用步骤S1的利角区修复参数对包角区的一边进行修复，沿该包角区的另一侧进行轨迹试教修复，确保包角区被两侧的修复层包住；S5：修复利角快熔区时，将激光头倾斜30-45°沿利角区的边沿进行试教，试教完成后采用平面区修复的参数对利角区包边区进行快速熔覆，使之前的利角区再一次得到熔覆，确保利角区局部未熔；进一步地，在步骤十中采用的参数为：激光熔覆能量密度：105-115W/cm2，激光加工焦距：410mm，激光头焦距：370mm，离焦量：40mm，光斑尺寸：长5mm,宽5mm，激光熔覆功率：2500W，激光熔覆速度18mm/s。进一步地，所述步骤十中汽车冲压模具进行激光熔覆采用模具本身的自冷切方式进行冷切。进一步地，所述半导体激光器为德国DILAS-3KW激光器。相对于现有技术，本专利技术所述的方法具有以下优势：(1)本专利技术在保持模具本身基本硬度HRC30-40不发生改变的情况下，采用新型激光熔覆修复处理技术进行处理，可使得模具表面强度，模具表面硬度可达HRC55-60，耐磨性增强，抗腐蚀性能增强，提高了模具使用的寿命，缩短了采用常规的补焊等方式修复的加工周期，节约人力、财力和物力；(2)本专利技术结合模具本身的工况特性采用现场试教编程进行激光熔覆处理，加工方便，工艺路线便于规划调整，调试方便快速，保证了激光熔覆后的模具质量，采用德国相干DILAS,3KW半导体激光器进行激光熔覆处理可根据模具加工区域的大小不同，模具本身的大小的不同，不同位置进行加工，可使用现场试教的方式进行快速的熔覆处理，使用简单，操作方便快捷，性价比高；(3)采用模具本体的子冷切方式进行冷切，可达到高效快速冷却效果，最快冷切时间可达0.8S，不需要使用其他条件进行冷切，对大自然环境无任何污染，环保性能在很大程度得以提升。附图说明附图中：图1为汽车冲压模具修复区示意图；附图标记说明：1-平面区；2-包边区；3-利角快熔区；4-斜面区；5-利角区；6-弧面区。具体实施方式本专利技术所提供的方法：如图1所示，一种汽车冲压模具激光再制造处理方法，具体步骤如下：步骤一：对模具整体材料进行预处理，使其整体保持干净、整洁；步骤二：检测其母材的实际硬度，实际检测母材硬度为HRC30-40；步骤三：根据工况要求对模具进行选粉，开启送粉机的搅拌机进行装粉；步骤四：开气试粉即打开氮气瓶上的开关，调整氮气输送量使得输送数值在5mbar之间，调整送粉机的气压表检测数值在6-8mbar之间，启动试气按钮；步骤五：启动送粉按钮进行对粉焦，将设备的红光光斑开启，通过试教器进行调整激光头相对模具表面的加工高度进行对粉，使得送粉机和激光的光斑在同一个焦点；步骤六：调整保护气气体压力，开启压缩空气滤清器系统设备，该系统使用压缩空气作为保护气，采用五级过滤系统进行过滤，压缩空气入气经过二级过滤，再出气输送口经过三级过滤后通过球阀仪进行调节气量大小，气体经过球阀通过气管连接到激光头，将气体调节到2-5mbar，保护激光头的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车冲压模具激光再制造处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对模具的整体材料进行预处理，使其整体保持干净、整洁；步骤二、检测模具母材的实际硬度，选取实际硬度为HRC30‑40的模具进行再制造处理；步骤三、根据工况要求对所述模具进行选粉，开启送粉机的搅拌器进行装粉；步骤四、开气试粉，打开氮气瓶上的开关，调整氮气输送量使得输送数值为5mbar，调整送粉机的气压表检测数值在6‑8mbar之间，启动试气按钮；步骤五、启动送粉机的送粉按钮进行送粉对焦，根据模具表面的加工高度进行送粉对焦；将半导体激光器的光斑开启，通过试教器调整激光头，使得送粉机和激光头的光斑在同一个焦点；步骤六、调整保护气气体压力,开启压缩空气滤清器，采用压缩空气作为保护气，采用五级过滤系统进行过滤，压缩空气的入气经过二级过滤，出气经过三级过滤，过滤后的气体通过球阀仪进行气量调节，气量调节为2‑5mbar，球阀仪通过气管连接激光头，以保护激光头的保护镜片。

【技术特征摘要】
1.一种汽车冲压模具激光再制造处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对模具的整体材料进行预处理，使其整体保持干净、整洁；步骤二、检测模具母材的实际硬度，选取实际硬度为HRC30-40的模具进行再制造处理；步骤三、根据工况要求对所述模具进行选粉，开启送粉机的搅拌器进行装粉；步骤四、开气试粉，打开氮气瓶上的开关，调整氮气输送量使得输送数值为5mbar，调整送粉机的气压表检测数值在6-8mbar之间，启动试气按钮；步骤五、启动送粉机的送粉按钮进行送粉对焦，根据模具表面的加工高度进行送粉对焦；将半导体激光器的光斑开启，通过试教器调整激光头，使得送粉机和激光头的光斑在同一个焦点；步骤六、调整保护气气体压力,开启压缩空气滤清器，采用压缩空气作为保护气，采用五级过滤系统进行过滤，压缩空气的入气经过二级过滤，出气经过三级过滤，过滤后的气体通过球阀仪进行气量调节，气量调节为2-5mbar，球阀仪通过气管连接激光头，以保护激光头的保护镜片。2.根据权利要求1所述的一种汽车冲压模具激光再制造处理方法，其特征在于，还包括如下步骤：步骤七、测试参数，采用半导体激光器在不影响加工区域和不影响汽车冲压模具本身质量的区域进行选段熔覆，根据测试结果调整激光熔覆的工作参数，直到满足工况要求后记录工作参数；步骤八、规划激光熔覆的修复路径，结合实物或针对该模具的特性进行修复路径拟定；步骤九、现场开气、开水、关闭激光，启动设备试运行程序，对工艺路线进行仿真确认；步骤十：正常启动设备，对模具进行激光熔覆处理。3.根据权利要求2所述的一种汽车冲压模具激光再制造处理方法，其特征在于，在步骤七中，所述工作参数包括材质、基材硬度、功率、焦距、速度、送粉量、镜焦、离焦量、光斑尺寸、粉末硬度、修复硬度、修复厚度。4.根据权利要求2所述的一种汽车冲压模具激光再制造处理方法，其特征在于，在步骤八中...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙俊耀，王敬发，郑松刚，王戈，唐建欣，邵剑，
申请(专利权)人：天津玛斯特车身装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12