本发明属于预锻模具修复领域,具体地说,涉及一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法。
背景技术:
1、车辆的曲轴预锻模具在生产中承受着复杂的力学负荷和高温环境,通常是使用h13钢等材料制造模具,这类材料符合预锻模具所需要的耐高温、高耐磨性以及高耐冲击性的要求。
2、然而,曲轴预锻模具在使用过程中常会受到磨损、裂纹等损伤,这些损伤会降低模具的使用寿命和生产效率。传统的修复方法多采用焊接补焊、机加工等方式,但这类修复方法在大尺寸和高复杂性的模具修复中存在局限性,难以保证修复后的模具依旧具有高耐磨性和高耐冲击性。
3、针对这些问题,可以在模具修复过程中可引入仿生分层结构来解决性能问题,仿生分层结构的设计灵感来自自然界,如贝壳和骨骼的渐变层结构。这种结构设计是通过材料的梯度变化实现硬度、强度和韧性之间的平衡。但是在实际应用中面临的主要问题是工艺复杂、材料选择和层次设计难度高,成本较高且缺乏标准化,导致批量应用受限。
4、因此,需要一种经济且高效的方式来对预锻模具进行仿生结构修复。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法。
2、为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
3、一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,包括以下步骤:
4、步骤1,对曲轴预锻模具进行缺陷清理;
5、步骤2,对缺陷清理完成后的预锻模具进行仿生分层结构的cmt焊接修复;
6、步骤3,对修复后的表面进行精加工,使模具修复区域恢复到正常的尺寸精度。
7、进一步的,所述步骤1包括以下步骤:
8、步骤101,使用无损检测方法准确定位模具表面及内部缺陷的损伤区域;
9、步骤102,在检测出的缺陷区域中,根据距离模具表面最深的缺陷位置处确定需要进行打磨出坡口的深度;
10、步骤103,去除缺陷区域中受损的表层材料并进行坡口的加工,将坡口加工两侧为斜坡的平底凹槽;
11、步骤104,将坡口打磨至表面光亮并对其表面进行清洗。
12、进一步的,所述步骤2包括以下步骤:
13、步骤201,采用加热平台对缺陷清理后的曲轴预锻模具的缺陷部分进行加热;
14、步骤202,当曲轴预锻模具加热到设定温度后,打开cmt焊机,将焊枪垂直于坡口的底部平面,设置焊枪的行进速度与行进路线,并调整焊丝与坡口底端之间的距离;
15、步骤203,控制焊枪进行坡口底部的第一层修复;
16、步骤204,完成第一层修复后抬高焊枪并更换第二种焊丝,基于第一层修复的平面进行第二层修复;
17、步骤205,完成第二层修复后抬高焊枪并更换第三种焊丝,基于第二层修复的平面进行第三层修复,直至修复位置高出曲轴预锻模具表面一定距离后停止焊接修复,同时关闭对曲轴预锻模具的加热。
18、进一步的,所述步骤3中的精加工包括以下步骤:
19、步骤301,检查修复好的修复区域是否平整;
20、步骤302,使用机械加工设备对修复区域进行精加工,去除修复材料的多余部分;
21、步骤303,对修复区域表面进行打磨修正,使修复区域的表面光洁度符合模具的精度尺寸要求。
22、进一步的,所述步骤104中对坡口进行清洗的清洗液为无水乙醇。
23、进一步的,所述步骤2中所设置的焊枪的行进路线基于坡口底部平面的轮廓边缘进行规划,行进路线的整体形状为多个s形首尾相连,进行修复的三层不同平面的行进路线互相错开。
24、进一步的,所述步骤2中进行焊接修复过程中采用氩气进行保护。
25、进一步的,所述步骤2中完成每一层修复后,需快速清理掉修复层表面氧化物后再进行下一层修复。
26、进一步的,所述步骤2中进行三层焊接修复的焊丝采用不同的焊丝,第一层修复的平面选择与基体结合性良好的焊丝,第二层修复的平面选择具有良好强度与韧性的焊丝,第三层修复的平面选择具有良好热稳定性和抗冲击能力的焊丝。
27、相比于现有技术,本发明的有益效果为:
28、本发明通过仿生分层结构的梯度设计,在模具应力集中和易损区域逐层增材修复,使修复区域在硬度和韧性之间形成梯度过渡,提高了模具的抗磨损、抗疲劳和耐热性能,能够延长模具使用寿命,减少因频繁更换和维修导致的生产停滞。
29、并且本发明采用冷金属过渡焊接技术(cmt)进行熔丝增材制造的方式对预锻模具进行修复,降低了维修成本,提高了修复效率和预锻模具的修复质量。
1.一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,其特征在于,所述步骤1包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,其特征在于,所述步骤2包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,其特征在于,所述步骤3中的精加工包括以下步骤:
5.根据权利要求2所述的一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,其特征在于,所述步骤104中对坡口进行清洗的清洗液为无水乙醇。
6.根据权利要求3所述的一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,其特征在于,所述步骤2中所设置的焊枪的行进路线基于坡口底部平面的轮廓边缘进行规划,行进路线的整体形状为多个s形首尾相连,进行修复的三层不同平面的行进路线互相错开。
7.根据权利要求3所述的一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,其特征在于,所述步骤2中进行焊接修复过程中采用氩气进行保护。
8.根据权利要求3所述的一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,其特征在于,所述步骤2中完成每一层修复后,需快速清理掉修复层表面氧化物后再进行下一层修复。
9.根据权利要求1所述的一种适用于车辆曲轴预锻模具缺陷的增材修复方法,其特征在于,所述步骤2中进行三层焊接修复的焊丝采用不同的焊丝,第一层修复的平面选择与基体结合性良好的焊丝,第二层修复的平面选择具有良好强度与韧性的焊丝,第三层修复的平面选择具有良好热稳定性和抗冲击能力的焊丝。