[01156758]精密模具修复组合新工艺技术及应用

(1)课题来源与背景 本项目为黄山学院、南京航空航天大学、黄山三佳谊华精密机械有限公司和滁州市艾德模具设备有限公司共同合作开发的项目,在项目的实施过程中,受到以下项目基金的支持： 1. 黄山市科技计划项目“基于高速加工（铣削、磨削）和激光熔覆技术的模具快速成形工艺的研发”（2014KG-13）; 2. 浙江省台州市科技计划重点项目“精密模具激光再制造涂层的高速铣削技术研究”（121ZD08）; 3. 浙江省科技计划项目“硬态铣削激光熔覆涂层的表面完整性及其控制技术研究”（2013C31089）; 4. 江苏省摩擦学重点实验室开放基金“激光熔覆纳米颗粒增强 MCrAlY 涂层的高温摩擦磨损性能研究”（KJSMCX7001）; 5. 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目“模具表面激光熔覆层的高速铣削技术研究”（CXZZ120141）。 精密模具广泛应用于汽车、航空、能源等领域,其制造水平是衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。近年来,我国模具行业的发展迅速,据统计,目前我国从事模具制造的企业约30000家,年工业总产值约为2500亿元,且每年以20%的增速稳步增长,在模具总产量逐步增长的同时,模具的报废数量也大幅增加。对于精密模具来说,由于其精度要求较高,致使精密模具的加工难度较大,生产周期较长,价格昂贵。若精密模具在产生磨损、腐蚀、疲劳裂纹等局部失效后直接进行报废处理,则会给企业带来巨大的经济损失,且会造成严重的资源浪费。因此,精密模具具有较大的修复价值,通过对失效精密模具进行修复,不仅能够延长精密模具的使用寿命,降低精密模具的生产成本,也能提高精密模具材料的利用效率。 （2）技术原理 本项目组合运用激光熔覆技术、搅拌摩擦细化技术和电解磨削精加工等增减材技术对精密模具进行修复,总体思路为：首先配制用于提高精密模具修复性能的激光熔覆粉末,然后利用粉末铺设装置将激光熔覆粉末均匀的铺设在需要修复的精密模具表面上,随后利用激光熔覆装置对修复区域进行激光熔覆处理,获得一定厚度的激光熔覆层,然后再用搅拌头对激光熔覆层进行搅拌摩擦加工,获得较好质量的修复层,最后利用电解磨削装置对激光熔覆层进行精密加工,获得所需的修复表面。 （3）技术的创造性与先进性 1．将激光熔覆技术、搅拌摩擦细化技术和电解磨削精加工技术相结合对精密模具进行修复,该组合制造工艺极大的提高了精密模具的修复质量,延长了精密模具的使用寿命; 2. 设计了精密模具循环再制造一体化工艺设备,实现了精密模具的快速、高质量修复,提高了精密模具材料的利用效率,修复过程绿色环保,达到了节能减排、可持续发展的目的; 3. 提出了一种自适应模具修复工艺优化方法,优化了精密模具修复工艺参数,缩短了精密模具修复时间,降低了精密模具修复成本; 4. 发明了可提高精密模具耐磨、耐腐蚀性的激光熔覆层粉末及其配制方法,提高了精密模具修复层的表面性能; 5. 发明了激光熔覆层粉末均匀铺设装置,保证了粉末铺设的均匀性和高效性,有助于改善修复层组织分布不均的现象。 （4）技术的成熟程度,适用范围和安全性; 本项目提出的精密模具修复组合新工艺技术已成功应用于多款模具的修复中,修复后的模具表面综合性能较好,有效延长了模具的使用寿命。该修复技术目前主要应用于精密模具的修复,也可用于汽车、航天飞行器中精密零件的修复。 （5）应用情况及存在的问题; 本项目技术目前主要用于大平面模具表面的修复,但不适用于小平面、小曲率模具表面的修复。 （6）历年获奖情况; 本项目技术于2017年获得黄山市科学技术奖二等奖。