金属模具修补方法及金属模具修补用糊剂

摘要

本发明提供一种金属模具修补方法及金属模具修补用糊剂，利用所述方法和所述糊剂，可以通过简单的工作修补裂纹。所述方法是将含有成为合金的成分的修补用糊剂直接涂布在金属模具表面，使该修补用糊剂覆盖裂纹部分，然后通过用氧化抑制材料涂布该修补用糊剂的表面，进而进行加热，使修补用糊剂渗入裂纹内部的同时合金化而填充裂纹。

说明书

技术领域

本发明涉及一种修补压模具具等的裂纹部位的金属模具修补方法及金属模具修补用糊剂。

背景技术

在压模具具上产生裂纹时，常规的修补方法为，如图8所示，首先利用切削工具将金属模具的裂纹产生部位的周围大块地除去，在该除去的部分上进行堆焊，然后进行表面处理。

在专利文献1记载了上述常规修补方法的改进方法，即利用等离子弧熔解金属模具修补用粉末，同时进行堆焊。在该专利文献1中，作为所述金属模具修补用粉末，建议使用由碳化物和Ni-Cr-Mo系耐热合金作为其余部分而构成的合金粉末，其中，碳化物其比重总计为10wt％以下、且由NbC、VC及WC中至少一种以上碳化物构成。

另外，专利文献2公开了将可扩散的金属粉分散在溶剂而成的涂布剂涂布在母材并加热，由此使金属向母材扩散的技术，具体提出：当母材为Zn合金时，作为可扩散的元素在Cu或Mn中至少选择任一种；当母材为Fe合金时选定Cr；当母材为Ti合金时，在Al、Cr、Ni或N中至少选择任一种；当母材为Cu合金时，选定Ni。

专利文献1：日本特开2005-97743号公报

专利文献2：日本特开2004-68047号公报

专利文献1所公开的方法和现有技术一样，在修补裂纹时，先切取含有裂纹部分的金属模具，然后在该部位进行堆焊。当进行堆焊时，由于焊接时的热的影响，在堆焊处稍微外侧的地方，容易再次产生裂纹，即二次裂纹。

另外，现在的方法中，根据裂纹产生位置的不同，会有不能使用切削工具的情况，进行修补费工费时。

另一方面，专利文献2所公开的技术，虽然可以改善母材表面的诸多特性，但是由于涂布剂本身并不通过热处理而成为合金，因此不能应用在金属模具的修补。

发明内容

本发明的金属模具修补方法，其步骤为：首先在金属模具的裂纹处，将含有成为合金的成分的修补用糊剂直接涂布在金属模具表面上，使该修补用糊剂覆盖裂纹的部分，然后通过用氧化抑制材料涂布该修补用糊剂的表面并进一步加热，使修补用糊剂渗入裂纹内部，并且合金化而填充裂纹。

作为所述氧化抑制材料，优选例如盐(NaCl)。当采用盐(NaCl)时，虽然在堆放后进行加热液化并进行涂布，但此时为了防止流到周围，可以设置堰部。

另外，优选在加热熔化所述金属模具修补用糊剂之前，避开金属模具修补用糊剂的部分，而加热母材表面至白炽状态。这样，可以避免母材夺取热量而可以容易地加热熔化金属模具修补用糊剂。

另外，优选在涂布氧化抑制材料之前，在所述金属模具修补用糊剂的表面形成防脱碳剂层，因为通过所述措施，可以防止因加热而脱碳。

作为加热方法，虽然可以采用利用高频波的局部加热方法、利用回火炉的整体加热方法或者利用真空炉的整体加热方法等，但是考虑到操作性和便利性，优选采用燃烧器。

另外，本发明的金属模具修补用糊剂的目的在于，在金属模具的裂纹处直接涂布之后，通过加热，使其在金属模具内部扩散，并且合金化而填充裂纹。

作为含在金属模具修补用糊剂中的合金成分，以Ni(镍)为主成分，至少再添加Mn(锰)、W(钨)及Fe(铁)。另外，除了将多种金属粉分散在黏合剂(溶剂)做成糊状的糊剂之外，也可以是将两种以上的金属粉末经合金化后，作为粉末分散在黏合剂的糊剂。

具体为如下组成(比例以质量％表示)：

Mn(锰)：15％以上20％以下；

W(钨)：8％以上15％以下；

Fe(铁)：2％以上12％以下；

Co(钴)：7％以下；

Cr(铬)：7％以下；

Si(硅)：7％以下；

C(碳)：2％以下；

B(硼)：2％以下；

Ni(镍)：剩余部分。

对各成分选择上述比例，是基于以下理由。

Mn(锰)：其一般特征为提高淬火性、耐磨性及强度。也可以作为脱氧剂起作用，防止因S(硫)而脆化。但是，如果添加多量，则引起烧裂，因产生剩余奥氏体而脆化。在本发明中，以提高所生成合金的耐磨性为主要目的而选择上述比例。

W(钨)：其一般特征为生成碳化物，提高硬度以及提高抗回火性。尤其是，因为Cr的存在进一步提高抗回火性，引起二次硬化，提高耐磨性。但是，如果添加多量，则变脆。在本发明中，以提高生成合金的抗回火性为主要目的选择上述比例。

Fe(铁)：Fe是形成合金的准基础成分，由于过少或过多均不能发挥合金特性，因此选择上述比例。

Co(钴)：其一般特征为强化马氏体，提高耐磨性和高温硬度以及保持高温强度。在本发明中，以保持生成合金的高温强度为主要目的选择上述比例。

Cr(铬)：其一般特性为生成稳定的碳化物，提高耐腐蚀性和耐磨性，其碳化物抑制晶粒的生长，促进渗碳，提高淬火性和耐氧化性，改善韧性。另外，与V，Mo，W等生成复合碳化物，提高抗回火性。在本发明中，以提高生成合金的耐磨性为主要目的选择上述比例。

Si(硅)：其一般特性为提高脱氧效果，提高抗低温回火性。若添加多量，因使渗碳体石墨化而脆化，损坏可锻性。另外，少量的添加提高硬度和强度，提高耐氧化性，抑制因加热而导致的晶粒的生长。在本发明中，以提高生成合金的耐氧化性为主要目的选择上述比例。

C(碳)：其一般特性为提高马氏体的应变率，增大淬火硬度。与Fe，Cr，Mo，V等生成碳化物而提高强度。增大抗拉强度。碳化物增多，则耐磨性提高。在本发明中，以提高生成合金的抗拉伸强度为主要目的选择上述比例。

B(硼)：其一般特性为微量添加即可提高淬火性，但是，另一方面，过多添加会产生Fe₂B，导致热脆性。若少量添加，可以提高切削耐久性。而且，缩小共晶碳化物。在本发明中，以生成合金的共晶碳化物的微细化为主要目的选择上述比例。

Ni(镍)：与Fe一样，也是形成合金的基本成分，少量添加，可以提高淬火性和韧性，但是过多添加会产生奥氏体，导致脆化，因此选择上述比例。

根据本发明的金属模具修补方法及金属模具修补用糊剂，可以通过简单的工作修补裂纹，而且也不存在修补之后发生二次裂纹等不良现象。

附图说明

图1是说明利用本发明的金属模具修补用糊剂的金属模具修补方法的一个实施例的说明图；

图2是表示修补前的金属模具的金属组织的照片；

图3是图2的放大照片；

图4是将图2的以方框包围的部分截取表示，并用本发明的方法将裂纹的一部分修补后的状态的照片；

图5是将金属模具切断为涉及已修补的部分的照片；

图6是表示切断面的金属组织的显微镜照片；

图7是图6的放大照片；

图8是说明现有的金属模具的修补程序的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

首先，如图1所示，以金属模具中产生的裂纹部分为中心，涂布所述的金属模具修补用糊剂。金属模具修补用糊剂的混合比例如下表1所示。

表1

接着，在所述金属模具修补用糊剂的表面喷雾防脱碳剂；在金属模具修补用糊剂上，以氧化抑制处理为目的而堆放盐(NaCl)。

然后，将盐的表面烧结固化，进而避开金属模具修补用糊剂的部分，加热母材表面至白炽(约1100℃)状态。

然后，对盐进行加热使之液化，用液化的盐涂布金属模具修补用糊剂的表面，进而加热金属模具修补用糊剂。利用至此为止的加热过程，金属模具修补用糊剂熔化并渗入到裂纹内，并且合金化。

如果能够确认金属修补用糊剂的熔化，最后加热以对金属模具修补用糊剂的轮廓整形，并结束工序。

图2至图7是表示金属模具的修补过程的金属组织的照片。

图2表示修补前的金属模具，图3是图2的用方框包围部分的放大图。从这些照片可知，裂纹的发生涉及金属模具表面的文字(反转P的文字)。

图4是将图2的以方框包围的部分截取表示，并用本发明的方法将裂纹的一部分修补后的状态的照片，由该照片可知，在已实施修补的部分中裂纹表面正在消失。

图5是以涉及所述修补部分的方式将金属模具切断的照片，图6是表示该切断面的显微镜照片，图7是图6的放大照片。从这些照片可知，金属模具修补用糊剂熔化并渗入裂纹内，经冷却后成为合金。另外，还可以看出，在与金属模具之间的边界部有一部分金属模具修补用糊剂正在扩散。

顺便要提的是，合金形成至裂纹的宽度为0.1mm的部分，在金属模具表面形成的合金层的厚度为0.15mm，表面的合金部分的硬度为HV356(36HRC)，裂纹内的合金部分的硬度为HV324(33HRC)，母材的硬度为HV637(57HRC)。

以上是实施方式的一个举例，说明了作为修补方法利用燃烧器的加热处理方法，但作为加热手段，也可以适用利用高频波的局部加热、利用回火炉的整体加热或利用真空炉的整体加热等。

另外，在实施例中，虽然利用了将多个金属粉分散在黏合剂(溶剂)的糊状的糊剂，但也可以是将两种以上的金属粉末合金化后，作为粉末分散在黏合剂的糊剂。