摘要：通過某車型發(fā)罩外板拉延模具凸模鍍鉻后，生產(chǎn)過程中落入異物，造成型面受損，利用凸模鑲?cè)肭扼w的方法，將鍍鉻后的拉延模具凸模修復(fù)過程進(jìn)行總結(jié)，歸納出一套行之有效的修復(fù)方案供模具維修行業(yè)從業(yè)者研究參考。

關(guān)鍵字：模具鍍鉻；嵌體；修復(fù)

代明材總結(jié)了三種模具型面修復(fù)方法氧炔焰烤火修復(fù)、冷焊機(jī)型面補(bǔ)焊修復(fù)以及鑄件鑲嵌修復(fù)等方法[1]。李葆等人研究了汽車模具鍍鉻前的處理工藝[2]，這些研究都是在模具鍍鉻前的修復(fù)?？苷钻柕热丝偨Y(jié)了汽車覆蓋件大型拉延模上應(yīng)用鑲塊鍍鉻技術(shù)以解決零件拉毛、開裂等生產(chǎn)問題的實(shí)例及用法[3]，但沒有能夠指導(dǎo)模具凸模鍍鉻后如何修復(fù)受損凸模的案例。

拉延模具鍍鉻方法

目前國內(nèi)大多數(shù)拉延模具凸模材質(zhì)為GGG70L（德國牌號(hào)），GGG70L 球墨鑄鐵具有良好的力學(xué)性能、表面淬火性能及焊接性能，所以目前較多應(yīng)用于汽車覆蓋件拉深模的凹模、凸模、壓邊圈等。目前，為了提高模具的光潔度及耐磨性能，大部分規(guī)劃產(chǎn)量在5萬輛以上的模具會(huì)選擇表面鍍鉻處理。模具鍍鉻就是利用電解原理在模具表面生成一層金屬鉻的電化學(xué)反應(yīng)過程，如圖1所示。鍍鉻過程中模具接電源負(fù)極，按照模具表面形狀加工制做的仿形陽極接電源正極，模具和仿形陽極之間保持一定的距離，并全部浸入到電解液中。接通電源后，模具和仿形陽極之間發(fā)生一系列復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，電解液中的六價(jià)鉻離子在模具表面被還原成金屬鉻，形成鍍鉻層，同時(shí)釋放出氫氣H2和氧氣O2。模具鍍鉻后鍍鉻層硬度為55～62HRC，鍍鉻層厚度為平面5～15μm、R角20～35μm，模具R角的鍍鉻層厚度大約是平面鍍鉻層厚度的2～3倍，R越小厚度會(huì)越厚。模具鍍鉻層拋光后的表面粗糙度為平面Ra2～3μm， R角Ra0.5～1μm，鉻鍍層的摩擦系數(shù)很低，特別是干摩擦系數(shù)在所有金屬中是最低的，因此，鉻鍍層具有很好的耐磨性，模具鍍鉻的次數(shù)一般沒有限制，如果鍍鉻層發(fā)生磨損， 需要將原有鍍層退除后，重新鍍鉻。

拉延凸模受損后燒焊修復(fù)方法

模具如受損嚴(yán)重，修復(fù)方法一般為燒焊后研修，而鍍鉻后的模具如果進(jìn)行燒焊修復(fù)，會(huì)出現(xiàn)燒焊區(qū)域邊緣塌陷，產(chǎn)生修復(fù)不良的缺陷。原因?yàn)闊高^程中熔滴溫度達(dá)到2300℃，而鉻的熔點(diǎn)為1907℃ ，焊接過程中溫度升高到鉻的熔點(diǎn)后，鉻在燒焊熔池邊緣的焊趾區(qū)域熔化，并且產(chǎn)生焊趾塌陷（見圖2），維修過程中，塌陷區(qū)域會(huì)始終低于未燒焊區(qū)域，焊接之后產(chǎn)生缺陷（見圖3）。

嵌入式修復(fù)方法

1.嵌入式修復(fù)實(shí)例

為了避免鍍鉻模具的焊接，將模具凸模受損部位使用嵌入式的方法修復(fù)，具體修復(fù)實(shí)例如下：某車型發(fā)動(dòng)機(jī)罩外板由于生產(chǎn)過程落入異物，沖壓過程中異物將凸模壓傷（見圖4），凸模型面受損嚴(yán)重產(chǎn)生深坑，生產(chǎn)出的制件已經(jīng)無法滿足質(zhì)量要求。經(jīng)過測(cè)量，測(cè)得坑深1.2mm，直徑大約17.5mm的不規(guī)則圓形缺陷。

由于凸凹模已經(jīng)鍍鉻，所以采用嵌入式修復(fù)方法修復(fù)，在凸模上加工一個(gè)直徑大于17.5mm的孔，選擇加工直徑22mm、深度為24mm的圓柱形盲孔，同時(shí)選用相同材質(zhì)GGG70L材質(zhì)加工一個(gè)圓柱。將圓柱放入液氮中制冷，液氮溫度為－196℃，可計(jì)算出制冷后圓柱的直徑方向縮小至22mm，從液氮中拿出圓柱棒壓入凸模上的圓柱形圓孔，圓孔壁清理干凈無雜質(zhì)，涂抹薄薄一層液體防松膠，當(dāng)圓柱棒溫度與室溫相同后，圓柱棒直徑擴(kuò)大0.05mm，此時(shí)圓柱棒與圓柱孔為過盈配合，屬于不可拆卸的固定連接。按照此凸模的數(shù)模，對(duì)凸模嵌入的鑄鐵棒表面進(jìn)行加工，留1mm左右余量，手工修復(fù)。

手工修復(fù)需要利用紅丹粉、直柄砂輪機(jī)、研板油石等工具，研板上刷上適量的紅丹粉，在嵌入的鑄鐵棒上部往復(fù)研磨。鑄鐵棒上沾有紅丹粉的區(qū)域?yàn)楦唿c(diǎn)區(qū)域，使用砂輪機(jī)反復(fù)打磨高點(diǎn)區(qū)域，直至凸模與鑄鐵棒全部均勻粘有紅丹粉為止，使用600#細(xì)油石推光，恢復(fù)原模具的表面光潔度，這時(shí)凸模型面方才恢復(fù)平順，模具型面完全得到恢復(fù)，再次上線生產(chǎn)驗(yàn)證零件表面質(zhì)量，經(jīng)過質(zhì)保部門檢測(cè)，質(zhì)量狀態(tài)與型面受損前無明顯變化，符合公司沖壓件表面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.嵌入式實(shí)例方法的優(yōu)點(diǎn)和使用范圍

此方法主要用于型面受損深度大，受損面積大的缺陷，如模具沒有鍍鉻，無需再次修復(fù)，可直接進(jìn)行鍍鉻處理。也適用于鍍鉻后拉延凸凹模受損的維修，維修后只破壞受損部位的鍍鉻層，與燒焊修復(fù)相比減少了模具凸模型面燒焊過程中的熱變形影響，較少燒焊修復(fù)時(shí)對(duì)鍍鉻層的破壞，降低了鍍鉻層與燒焊部位修復(fù)后光順不好產(chǎn)生的接不順現(xiàn)象。

目前公司鍍鉻后的拉延模具型面受損均采用此種方案修復(fù)，一般修復(fù)周期為1～2天，修復(fù)效果好，風(fēng)險(xiǎn)小，適用于大批量生產(chǎn)的沖壓模具修復(fù)。本方案不是唯一解決鍍鉻后凸模損壞的方案，還需繼續(xù)探究更多種解決方案供模具從業(yè)者探討和使用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 代明材.汽車覆蓋件拉延模型面修復(fù)方法[J].鍛造與沖壓，2021（22）：64-66.

[2] 李葆，徐卉，楊逢春，等.汽車模具鍍鉻表面處理前的工藝技術(shù)[J].模具技術(shù)，2017（1）：61-63.

[3] 寇兆陽，萬紅武，張文波，等.大型拉延模應(yīng)用鑲塊鍍鉻技術(shù)[J].汽車工藝與材料，2022（3）：28-31.

[4] 邊超，王延慧，王磊，等.沖壓模具表面電鍍鉻工藝研究及其應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2019（16）：165-167.