模具工作一段時(shí)間后表面會(huì)因磨損、腐蝕等原因造成失效，通常都是直接報(bào)廢，這必然造成巨大浪費(fèi)。采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行模具修復(fù)對(duì)延長(zhǎng)模具使用壽命有重要作用，模具修復(fù)技術(shù)種類(lèi)較多，其中激光熔覆是應(yīng)用比較廣泛、效果也比較好的一類(lèi)新技術(shù)。當(dāng)前激光熔覆，尤其是激光熔覆技術(shù)在模具修復(fù)領(lǐng)域主要有如下應(yīng)用：
(1)壓鑄模具修復(fù)。金屬壓力鑄造，尤其是輕合金的壓力鑄造在汽車(chē)、通訊等行業(yè)的產(chǎn)品上大量應(yīng)用。壓力鑄造時(shí)熔融金屬在高壓、高速下充滿(mǎn)模具型腔進(jìn)而壓鑄成型，這一過(guò)程中模具反復(fù)與熾熱金屬接觸，容易發(fā)生熱疲勞、磨損、腐蝕等問(wèn)題。雖然現(xiàn)在大量采用了各種表面強(qiáng)化技術(shù)對(duì)模具表面進(jìn)行處理，但由于其工藝過(guò)程的特點(diǎn)決定，每年有大量的壓鑄模具因表面磨損、熱裂紋和腐蝕等原因而不能再投入生產(chǎn)。這造成了巨大的浪費(fèi)，對(duì)于這些模具就非常適合采用激光熔覆高性能納米涂層的方法進(jìn)行修復(fù)，由于激光處理的快速熔凝特點(diǎn)和納米涂層的優(yōu)越性，修復(fù)后的模具表面性能甚至可以?xún)?yōu)于新模具。比如某鋁合金壓鑄企業(yè)采用激光熔覆修復(fù)的壓鑄模具使用壽命提高了1.5倍。
汽車(chē)模具：修復(fù)前→激光熔覆修復(fù)→修復(fù)
(2)砂型鑄造模具修復(fù)。傳統(tǒng)砂型鑄造歷史悠久，但手工造型效率太低，對(duì)于如汽車(chē)零件等的大批量生產(chǎn)基本都使用金屬模具自動(dòng)造型。金屬模具的磨損，也可以采用激光熔覆的方法進(jìn)行修復(fù)。不過(guò)相對(duì)于其他模具，砂型鑄造模具精度要求和修復(fù)難度要小的多，所以實(shí)際生產(chǎn)中大多使用原子灰或樹(shù)脂進(jìn)行快速修補(bǔ)，但長(zhǎng)期使用效果顯然不如激光熔覆涂層。
(3)塑料模具修復(fù)。各種塑料模具，如注塑模、吹塑模等其表面也存在熱疲勞及磨損腐蝕等問(wèn)題，相對(duì)來(lái)說(shuō)塑料模具較為復(fù)雜，精度要求也較高，所以其模具成本也較高，對(duì)這類(lèi)報(bào)廢模具的維修和強(qiáng)化就顯得更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
注塑模具激光熔覆修復(fù)
(4)鍛壓模具修復(fù)。鍛壓，不論是熱鍛還是冷鍛對(duì)模具要求都非常高。而且模具的工況也更惡劣，更容易出現(xiàn)各種問(wèn)題，從而導(dǎo)致?lián)p壞報(bào)廢。對(duì)這類(lèi)模具也可以采用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行模具表面裂紋、缺陷和磨損等問(wèn)題的修復(fù)，同時(shí)熔覆高性合金層對(duì)其表面進(jìn)行強(qiáng)化。
鍛壓模具激光熔覆表面強(qiáng)化
(5) 沖壓模具修復(fù)。在金屬材料冷沖壓過(guò)程中，模具在壓力機(jī)的作用下使金屬材料發(fā)生塑性變形或分離，大批量生產(chǎn)時(shí)模具的磨損是較為突出的問(wèn)題。可以使用激光熔覆的方法修復(fù)磨損或出現(xiàn)缺陷的沖壓模具。比如錘鍛模沖頭在根部出現(xiàn)的熱裂紋及橋部塌陷使用激光熔覆工藝進(jìn)行修復(fù)，沖裁模具的沖頭磨損也可以使用激光熔覆高性能涂層進(jìn)行尺寸恢復(fù)及性能強(qiáng)化。如對(duì)用于沖裁4 mm厚Q235板材的Cr12沖裁模，其裂紋和刃口剝落采用激光熔覆修復(fù)就取得了良好的使用效果。
沖壓模具修復(fù)工藝過(guò)程
(6)其他應(yīng)用。除了以上幾類(lèi)模具修復(fù)上的應(yīng)用外，激光熔覆還可以廣泛應(yīng)用于其他模具或零件的修復(fù)上。比如冶金行業(yè)的軋輥，汽輪機(jī)葉片、閥門(mén)等。
當(dāng)前激光熔覆技術(shù)快速發(fā)展，其在模具修復(fù)行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但其還存在一些共性問(wèn)題需要解決，比如：熔覆裂紋的控制，熔覆材料的研發(fā)，熔覆工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)等。