【模具鋼小知識】：
采用堆焊工藝制作、修復冷壓沖模，不僅可以節省大量的優質合金工具鋼，而且工藝簡單、成本低、制造周期短，尤其用於修復因磨損、崩刃造成報廢的沖模時，經濟效果更為顯著，實際生產應用證明，用堆焊工藝制作、修復模具與用整體合金工具鋼制作的模具具有同樣的使用效果。
1 焊條及沖模基材的選擇
冷沖模工作時，刃口要承受較大的剪切力、沖擊力和壓應力，因此要求刃口具有高的硬度、強度、抗沖擊力，其它部分應具有較高的塑性。為此選擇瞭D322焊條，焊芯成分為5Cr5W9No2V。
基材的選擇應考慮模具的工作形式。彎曲模具多用A3或20鋼；沖載3㎜以下板用20鋼，沖裁3㎜以上板用45鋼，沖裁厚板用45調質鋼。
2坡口形式及尺寸
刃口件堆焊坡口形式關系到堆焊層的結合強度和使用壽命。試驗瞭45°坡口和R形坡口，認為R形坡口（圖1a）承受的沖裁力約為45°坡口（圖1b）1.3-1.5倍，由表1可知，H與R的選擇一般與被沖件板厚有關。
彎曲模的坡口形式也可參考此表進行加工。廢舊模具按此表數值的0.7-0.8選擇，並磨去1㎜左右的疲勞層。
3焊前準備
焊條在100-500℃下烘焙1h左右，亦可放入保溫筒內存貯。基材上的坡口開好後，去除表面銹蝕、油等。用氣焊火焰烘烤坡口處，並來回擺動以擴大受熱面積，烘烤溫度控制在300℃左右，A3、20鋼為250℃左右，合金工具鋼模具為350-400℃，大型模具按上述溫度在退火爐中預熱保溫。
4堆焊
堆焊是由坡口中心開始向兩外側分別熔敷焊道。為瞭提高焊質量，減少加工餘量，可以采用紫銅板強迫成型（如圖2所示）。
堆焊45鋼、20鋼及A3鋼，可焊完一層後打渣，堆焊第二層時要錯開焊縫。
修復舊模具，必須焊完一道後進行清渣，並用手錘輕輕敲周，以消除內應力。
選擇D322焊條，直徑為2.5-4㎜焊接電流為80-100A，焊接速度要慢，以保證層間溫度盡量低。層間溫度超過550℃時，硬度值就會不同程度下降，如圖3所示。
堆焊層厚與硬度成比例變化，但超過一定厚度（10㎜左右）時，硬度不再隨堆焊層厚度的變化而變化，如圖4所示。
5焊後處理及加工
工件堆焊後，在空氣中冷卻。修復大型表面可用廠棉灰覆蓋保溫。
待工件充分冷卻後進行表面加工。一般可用風動砂輪加工毛坯面，刃口用磨床開出，特殊部位可用電火花加工。由於堆焊後刃口硬度達HRC60以上，機械加工困難，可以對形狀復雜的模具考慮退火處理，加工後淬火，但這樣處理可能會引起裂紋、氧化脫碳等缺陷。
對焊後出現的裂紋、氣孔可用風動砂輪磨去重新堆焊。
6堆焊缺陷的預防
6.1裂紋
裂紋是堆焊中最常見的缺陷。包括縱向裂紋、橫向裂紋和弧坑裂紋。縱向裂紋沿焊道縱向形成，對模具危害最大，必須磨去重新補焊。重新加熱，溫度可適當提高，焊接時降低焊速，減小電流。橫向裂紡垂直於焊道可以允許少量存在，即每100㎜長焊道上有3-4條，但每條裂紋長度不超過3-5㎜，弧坑裂紋是由於突然收弧造成的，應緩慢收弧，填平弧坑。
6.2剝離
堆焊層與母材產生的剝離，導致模具無法使用。解決辦法是磨去剝離層，重新堆焊。適當提高烘烤溫度，增加過渡層。
根據我廠設備情況，過渡層采用CO2焊接，焊絲為H08Min2Si,堆焊層厚3㎜左右。過渡層起到瞭緩解剝離的作用。
6.3氣孔、夾渣
刃口處的氣孔、夾渣能引起模具塌邊、崩刃。氣孔產生的主要原因是焊條未烘焙好、母材有油污、銹蝕等。夾渣是由於電流過小和操作不熟練造成的，應適當增大電流，提高操作技術。
7結束語
近幾年來，采用冷壓沖模堆焊工藝，制作和修復10多套模具及附件，節約鋼材費用50%以上，工序周期縮短小2/3以上。特別是廢舊模的修復，經濟效益尤為顯著。
東莞市長安銘特模具鋼材經營部
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