本發(fā)明涉及一種修復(fù)熱作模具鋼工藝方法，尤其涉及一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法。
背景技術(shù)：
1、熱作模具鋼在外表面受損出現(xiàn)拉花現(xiàn)象時(shí)，就要對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，可避免重新制造帶來的高昂費(fèi)用，降低成本。
2、目前在修復(fù)熱作模具鋼時(shí)，首先，每一種不同類型的鋼需要調(diào)配不同的粉末采用熔覆方式進(jìn)行修復(fù)，調(diào)配時(shí)間長(zhǎng)，成分匹配過程復(fù)雜：每修復(fù)一種新鋼種均需重新分析基材、計(jì)算配比、混合粉末，調(diào)配周期長(zhǎng)。其次，在調(diào)配好后對(duì)已做過真空淬火（熱處理）的熱作模具鋼（硬度hrc46-50）熔覆修復(fù)過程中，人工觀察和控制雖然能夠提供一定的實(shí)時(shí)反饋，但由于人工觀察的局限性，尤其是視覺疲勞的影響，導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測(cè)不夠準(zhǔn)確。例如，在熔覆修復(fù)過程中，人工可能無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)熔池過寬、溫度過高或過低、熔覆粉末與熱作模具鋼表面結(jié)合不良等問題。這些問題會(huì)直接影響修復(fù)質(zhì)量，導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷增加，返工次數(shù)增多，從而降低生產(chǎn)效率。
3、因此，針對(duì)上述技術(shù)問題缺陷，本發(fā)明提出了一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，能達(dá)到降低成本，提高生產(chǎn)效率，還能使熱作模具鋼表面硬度達(dá)到使用要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，而提出的一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
3、一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，包括以下步驟：
4、s1：預(yù)處理，將要修復(fù)的熱作模具鋼車削至無(wú)可見氧化層；
5、s2：配置有控制系統(tǒng)控制多元復(fù)合合金粉末的出料量，所述多元復(fù)合合金粉末包括：
6、cr：10-15%；
7、mo：2.1-2.6%；
8、v：0.5-1.0%；
9、c：0.21-0.3%；
10、y2o3：0.3-0.6%；
11、si：0.3-0.6%；
12、余量為fe；
13、將以上粉末按配比混合；
14、s3：熔覆，且配置有監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)熔覆過程：
15、將所述s2中混合好的多元復(fù)合合金粉末通過激光熔覆方式覆在預(yù)處理后的熱作模具鋼表面；
16、s4：探傷；
17、s5：精加工，對(duì)熔覆后的熱作模具鋼車削；
18、s6：標(biāo)識(shí)入庫(kù)。
19、進(jìn)一步地，所述s1中，熱作模具鋼包括圓棒類、厚壁管類和平板類。
20、進(jìn)一步地，所述s2中，所述控制系統(tǒng)包括出料控制模塊，所述出料控制模塊控制cr、mo、v、?c、y2o3、si和fe的出料量，所述cr、mo、v、?c、y2o3、si和fe按配比被放置在混合攪拌罐內(nèi)機(jī)械攪拌。
21、進(jìn)一步地，所述s3中熔覆采用同軸送粉方式，熔覆激光功率為?9000-11000w，掃描速度為5-15mm/s，送粉速度20-100g/min，光斑大小26*3mm，搭接率為15-20％。
22、進(jìn)一步地，所述熔覆過程中，配置有監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)熔覆過程，所述的監(jiān)控系統(tǒng)包括采集模塊、處理模塊、調(diào)整模塊，所述采集模塊包括溫度采集模塊、形貌采集模塊，所述處理模塊處理采集模塊采集的溫度及圖像，所述調(diào)整模塊根據(jù)處理模塊信號(hào)調(diào)整熔覆設(shè)備的功率、掃描速度、送粉速度，所述監(jiān)控系統(tǒng)與控制系統(tǒng)信號(hào)連接。
23、進(jìn)一步地，所述出料控制模塊包括cr料倉(cāng)、mo料倉(cāng)、v料倉(cāng)、?c料倉(cāng)、y2o3料倉(cāng)和si料倉(cāng)，所述cr料倉(cāng)、mo料倉(cāng)、v料倉(cāng)、?c料倉(cāng)、y2o3料倉(cāng)、si料倉(cāng)和fe料倉(cāng)底部開設(shè)錐形出口，所述錐形出口分別與所述混合攪拌罐入口連接。
24、進(jìn)一步地，所述cr料倉(cāng)、mo料倉(cāng)、v料倉(cāng)、?c料倉(cāng)、y2o3料倉(cāng)、si料倉(cāng)和fe料倉(cāng)上分別安裝有重量傳感器和振動(dòng)器。
25、進(jìn)一步地，所述溫度采集模塊為紅外熱像儀，實(shí)時(shí)采集熔池溫度，所述形貌采集模塊為高速相機(jī)和聲發(fā)傳感器。
26、進(jìn)一步地，所述調(diào)整模塊調(diào)整熔覆設(shè)備的掃描速度調(diào)整公式為：
27、，
28、其中，表示調(diào)整后的速度；
29、表示初始速度；
30、β表示權(quán)重系數(shù)；
31、tanh是雙曲正切函數(shù)；
32、表示熔池金屬粘度；
33、熔池表面流速的拉普拉斯算子；
34、ρ表示熱作模具鋼密度；
35、l（t）表示熔池實(shí)時(shí)長(zhǎng)度。
36、進(jìn)一步地，基于采集模塊采集的溫度變化，調(diào)整模塊調(diào)整實(shí)時(shí)送粉速度m（t）計(jì)算公式為：
37、，
38、其中，m0表示基準(zhǔn)送粉速度；
39、kp表示比例增益系數(shù)；
40、tset表示目標(biāo)溫度；
41、tactual表示實(shí)際溫度，即紅外熱像儀實(shí)時(shí)測(cè)量的熔池溫度；
42、ki表示積分增益系數(shù)；
43、表示積分項(xiàng)，即目標(biāo)溫度tset和實(shí)際溫度tactual之間的溫度偏差隨時(shí)間的累積值。
44、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：
45、1、節(jié)約成本，在熔覆過程中，熔池寬度控制在±0.1mm，氣孔率≤0.3%，熔覆厚度1-1.5mm，通過熔覆方式修復(fù)后的熱作模具鋼，其硬度為hrc30-45，符合熱作模具鋼的硬度標(biāo)準(zhǔn)值，達(dá)到使用要求，與傳統(tǒng)“報(bào)廢重制”相比，熔覆修復(fù)工藝通過材料復(fù)用、使廢品率降低，綜合節(jié)約成本30%-50%，還能延長(zhǎng)熱作模具鋼的使用壽命；
46、2、提高效率，通過監(jiān)控系統(tǒng)，采集模塊實(shí)時(shí)采集熔池的溫度、幾何形貌，調(diào)整模塊自適應(yīng)調(diào)整熔覆設(shè)備參數(shù)，如激光功率、掃描速度，避免再制造熱作模具鋼出現(xiàn)質(zhì)量問題導(dǎo)致返工，從而提高生產(chǎn)效率；
47、3、配置的粉末分別放置在料倉(cāng)中，通過重量傳感器稱量出合適的配比，能適應(yīng)大部分的熱作模具鋼，達(dá)到“一粉多用”的效果。
1.一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，其特征在于，所述s1中，熱作模具鋼包括圓棒類、厚壁管類和平板類。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，其特征在于，所述s2中，所述控制系統(tǒng)包括出料控制模塊，所述出料控制模塊控制cr、mo、v、c、y2o3、si和fe的出料量，所述cr、mo、v、?c、y2o3、si和fe按配比被放置在混合攪拌罐內(nèi)機(jī)械攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，其特征在于，所述s3中監(jiān)控系統(tǒng)包括采集模塊、處理模塊、調(diào)整模塊，所述采集模塊包括溫度采集模塊、形貌采集模塊，所述處理模塊處理采集模塊采集的溫度及圖像，所述調(diào)整模塊根據(jù)處理模塊信號(hào)調(diào)整熔覆設(shè)備的功率、掃描速度、送粉速度，所述監(jiān)控系統(tǒng)與控制系統(tǒng)信號(hào)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，其特征在于，所述s3中熔覆方式方式采用同軸送粉方式，熔覆激光功率為9000-11000w，掃描速度為5-15mm/s，送粉速度20-100g/min，光斑大小26*3mm，搭接率為15-20％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，其特征在于，所述出料控制模塊包括cr料倉(cāng)、mo料倉(cāng)、v料倉(cāng)、?c料倉(cāng)、y2o3料倉(cāng)和si料倉(cāng)，所述cr料倉(cāng)、mo料倉(cāng)、v料倉(cāng)、?c料倉(cāng)、y2o3料倉(cāng)、fe料倉(cāng)和si料倉(cāng)底部開設(shè)錐形出口，所述錐形出口分別與所述混合攪拌罐入口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于多元復(fù)合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，其特征在于，所述cr料倉(cāng)、mo料倉(cāng)、v料倉(cāng)、?c料倉(cāng)、y2o3料倉(cāng)、si料倉(cāng)和fe料倉(cāng)上分別安裝有重量傳感器和振動(dòng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，其特征在于，所述溫度采集模塊為紅外熱像儀，實(shí)時(shí)采集熔池溫度，所述形貌采集模塊為高速相機(jī)和聲發(fā)傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)熱作模具鋼的工藝方法，其特征在于，所述調(diào)整模塊調(diào)整熔覆設(shè)備的掃描速度調(diào)整公式為：
10.根據(jù)權(quán)利要求8的一種基于多元復(fù)合合金粉末修復(fù)工件的工藝方法，其特征在于，基于采集模塊采集的溫度變化，調(diào)整模塊調(diào)整實(shí)時(shí)送粉速度m（t）計(jì)算公式為：