模具堆焊修復，在歐美國家是模鍛行業(yè)普遍采用的模具翻新修復技術。該技術最早應用于航空、航天及軍事領域，后廣泛應用于民用工業(yè)領域，是一種比較成熟的技術。

　　一.堆焊修復的優(yōu)點

　　1.可以使模具不同的部位具有不同的硬度

　　鍛造模具使用條件苛刻，工作時受力狀態(tài)復雜，除了承受較大的壓應力外，還受到熾熱金屬對模具型腔的加熱和劇烈摩擦，冷卻與潤滑時反復的“冷擊”引起的溫度應力，而且同一模具在不同的工作部位承受的作用力不同，受熱時間也有較大的差異，所以，模具雖然有脆性裂紋、熱疲勞龜裂、熱磨損、變形等多種失效形式，但大部分模具通常還是以綜合形式失效。

　　傳統(tǒng)的制作工藝中，在模具進行淬火等熱處理時，都是以整塊模具為單位進行的，也就是說，進行淬火時是模塊整體進入淬火池，所以模塊進行淬火后表面的硬度各個部位差別不大，然而，模具在工作時，不同的工作部位承受的作用力不同，受熱情況也有較大的差異，這時模具就會表現(xiàn)出不同的損壞狀況。很多模具對于這種不同部位的硬度要求差別是非常大的，但整體淬火的模具是無法實現(xiàn)這種不同的硬度要求的，而堆焊修復，可以根據(jù)模具不同的硬度要求，選用不同性質的焊材，來實現(xiàn)同一塊模具的多種硬度。

　　2.可以使模具不同的部位具有不同的金屬組織

　　現(xiàn)在的模具一般都由同一種金屬組成，有的采用“鑲心?！钡姆绞絹硖岣吣＞咝颓坏牧W性能，雖然這樣能起到一定效果，但無法滿足模具因不同部位受力、受熱不同而需用不同金屬組織的要求，而堆焊修復的方法可以滿足此項要求。

　　下面以較常用的*CrNiMo和某公司代理的X形焊接合金的性能比較來說明。

　　*CrNiMo模具鋼在使用過程中，受坯料加熱的作用會產(chǎn)生碳化物球化現(xiàn)象，這會導致模具在使用過程中一直在軟化，硬度不斷降低，也就是說，*CrNiMo的高溫穩(wěn)定性不是很好；而X形焊接合金為單一奧氏體鋼，不存在相變，在*00-600℃時組織穩(wěn)定，模具從開始使用到最后工作完畢硬度變化很小，這就大大增加了模具的耐磨性。

　　熱鍛模在高溫下工作，要求材料必須具有良好的抗氧化性能。Cr是主要的抗氧化元素，*CrNiMo鋼中僅含有0.*%左右的Cr，模具鋼表面在高溫下形成低含量的氧化膜，這種氧化膜多孔，而且很容易被工件材料所磨掉；而X形焊接合金含有12%左右的的Cr，可以在表面形成致密且防護性良好的以Cr2O*為主的氧化膜，抗氧化性良好，可顯著增加模具的耐磨性。

　　*.可以用很低的成本解決傳統(tǒng)方法很難解決的問題

　　（1）解決模具型腔底部的深度裂紋無法徹底清除干凈的問題。

　　因為模具的高度是有限的，所以在下落降面時，都希望下落很薄一層就可以見到新的金屬面，這樣不僅機加的成本低，而且還可以增加模具的翻新次數(shù)，也就是延長模具的使用壽命。

　　但使用過的模具型腔會呈現(xiàn)出多種損壞形式，尤其是型腔內(nèi)部的裂紋，它們呈不規(guī)則走向，如果降面厚度太小，很難把裂紋徹底清除干凈，加工后的模具型腔內(nèi)有裂紋源，下次使用時有裂紋源的部位很快會產(chǎn)生更大的裂紋，造成模具過快失效。如果想徹底清除裂紋，就需要增加降面的厚度，這樣不僅造成加工費用攀升，更重要的是大幅減少了模具可以降面的次數(shù)，使模具提前報廢。

　　堆焊修復的方法是，先用碳弧氣刨沿裂紋的走向把裂紋徹底清除干凈，再用抗拉強度非常高的焊材比如Y形焊接合金把裂紋焊接修復完畢，再進行降面等后續(xù)處理，這樣既可以從根本上解決裂紋的問題，又減小了降面厚度和加工時間。

　　（2）解決模具因局部早期損壞導致整副模具失效的問題。

　　企業(yè)在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會遇到這種情況：模具型腔內(nèi)的特殊部位比如型腔內(nèi)的凸出部位因與熱坯料接觸時間較長、受熱快而導致硬度降低快，加之此部位受力較大，極易造成該部位磨損或者塌陷，而模具其他部位完好無損，只是因為該部位的早期失效導致整副模具不能使用。

　　這種情況下，可以通過選用耐高溫的紅硬性好的焊材，比如X形焊接合金局部焊接凸臺來延長模具的壽命，因為焊接量非常小，所以焊接修復的成本非常低，用極低的成本可以大大延長模具的壽命。

　?。?）解決模具鎖扣的材料浪費問題。

　　對于模具特別是凸模的鎖扣，傳統(tǒng)的方法是在整塊模具上用機加工的方法切銑掉鎖扣之外的模具材料，最后形成模具的鎖扣。這種方法需要銑掉大量的模具鋼，造成模具鋼的浪費，且大大增加了機加成本。

　　現(xiàn)在我們采用焊接的辦法來制作模具鎖扣，因為只是焊接鎖扣，所以焊接量并不大，選用的焊材韌性非常好，硬度適中，效果好，成本低。

　　（4）解決模具局部崩塊或加工尺寸超差的問題。

　　在模具使用中，經(jīng)常會遇到一些因特殊原因導致的模具加工尺寸局部超差或模具小量掉塊等問題，這種情況用傳統(tǒng)的下落降面的辦法修復會大大增加模具的加工量，可以采用局部焊接的方法解決此問題。

　　（*）解決廢棄模具的再利用問題。

　　大部分鍛造企業(yè)里，都存有因鍛件改型或產(chǎn)品取消而長時間放置不用的模具，對于閑置的模具，我們可以采用焊接的方法填滿舊型腔，或更改模具外形，以此來重新制作新模具，實現(xiàn)廢物利用，這樣可以節(jié)省大量的成本。

　　二.堆焊修復的局限性

　　1.對錘鍛模堆焊修復時，經(jīng)濟效果不明顯，反而有可能增加模具成本。簡單型腔的錘鍛模（水平分模）下落一次成本低廉，而且錘鍛模斷裂失效風險比機鍛模要高，這有可能造成新的浪費。

　　2.手工焊接質量不穩(wěn)定，其受焊工素質、焊工水平及溫度、濕度等影響較大，工藝控制有較大難度。

　　*.自動焊浪費焊材，對小鍛模難以實現(xiàn)。

　　4.組合焊接時，結合部位容易出現(xiàn)兩種焊材不結合的問題，造成模具早期局部失效。

　　*.頂出孔無法防護，造成后續(xù)加工困難，從而引起頂出孔周向出現(xiàn)毛刺等問題。

　　6.多次反復焊接、退火會使模具本體硬度下降，影響焊接模具的使用效果。

　　*.滿焊法存在焊材和刀具浪費、加工難度大、加工時間長等問題，能否考慮“精準”焊接工藝，即均勻預留*-10mm的加工余量，改變目前滿焊法存在的問題。

　　以上來自青華模具學院的戴雪老師分享，想了解更多模具知識：

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