高压油缸支座锻件模具堆焊修复工艺研究

      高压油缸是机械装备的重要部件。随着装备制造业转型升级,向高端化快速发展,其市场需求量不断增大。支座是高压油缸的重要零部件,其制造方式主要以塑性成型为主,支座模具存在着寿命较短,制造成本较高,生产效率低下等问题。采用堆焊技术修复模具,不仅可以有效提高模具寿命,而且还会缩短支座的生产周期,降低企业成本,模具堆焊修复技术是一种经济、适用的绿色再制造技术。本文针对某锻造厂的重工装备高压油缸支座锻件模具在生产过程中的实际状况,开展对模具堆焊修复的工艺研究,以获得支座模具修复的最佳堆焊材料及热处理工艺,并应用于工程实践。研究内容主要包括以下几个方面:

1.研究分析了支座模具的失效形式及原因,获得了影响模具寿命的主要因素。研究表明:裂纹约占失效模具比例的62%,磨损约为38%,变形约为60%,断裂现象较少,裂纹、磨损和变形是支座模具的主要失效形式;通过失效位置的夹杂物分析得出硫化物、氧化物等杂质对模具的失效也有重要影响;通过锻造模拟分析得出锻造过程中的高温及载荷对模具影响很大。合金成分、硬度、拉伸性能、耐磨性、热稳定性等都是影响支座模具寿命的重要参数指标。

2.研究了堆焊工艺参数,并确定了堆焊工艺。通过理论分析和实践总结,选择堆焊设备为型号Dimension812的气体保护电弧焊机,选择堆焊材料9650、D650、D397,并确定支座模具堆焊修复采用加热炉预热,预热温度为450℃,预热时间为12h,堆焊电流为650A,堆焊电压为36-38V,送丝速度为10-15cm/min。

3.研究了影响堆焊材料性能的重要因素,确定了最佳使用效果的堆焊材料9650。采用对比试验的方法对合金成分、硬度和拉伸性能进行对比研究,获得了其影响规律,确定了元素成分、硬度、强度和韧性等综合性能较好的堆焊材料9650为最优堆焊材料。

4.研究确定了最佳热处理工艺为550℃×3h。采用对比试验的方法,分别对不同热处理时间和温度下的堆焊覆层组织性能进行对比研究,获得了热处理工艺参数对堆焊组织性能的影响规律,确定了最佳热处理工艺为550℃×3h。

5.开展了模具堆焊修复的工程应用研究。采用上述研究结果,针对失效的支座模具进行堆焊修复应用研究,相比常规修复方法,修复后的模具使用寿命提高了50%,取得了显著的经济和社会效益。