激光工艺参数对H13钢粉末单道成形特性的影响

王岳亮,钟永华,李福海,马文有,陈兴驰,卢冰文,刘 敏

(广东省科学院新材料研究所 广东省现代表面工程技术重点实验室 现代材料表面工程技术国家工程实验室,广东 广州 510650)

1 引 言

H13(45Cr5MoSiV1)钢作为较为理想的热锻模具钢,是金属成型中最常用的模具钢材料,但由于使用过程中频繁受到高温、冲击载荷和冷却液侵蚀等影响,在使用过程中极易损坏,过早失效,严重降低了H13热作模具钢的使用寿命,造成极大的资源浪费[1-3]。激光增材再制造是以激光熔覆技术为基础,对服役失效零件及误加工零件进行几何形状及力学性能恢复的技术行为,不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸,还可以使其使用性能达到甚至超过新品的水平,有效延长模具的使用寿命[4]。因而H13钢的增材再制造修复研究非常重要。

激光增材再制造实质是合金粉末快速熔化和凝固的过程,其形成层的形状和性能与工艺参数密切相关。为获得良好的熔覆效果,国内外针对工艺参数对熔覆层形貌影响开展了相关研究。Marzban等[5]研究了在AISI 1040钢表面激光熔覆时激光功率、送粉速率和扫描速率对熔覆层高度、宽度及熔池深度的影响规律。刘思奇等[6]研究了不同工艺参数对H13钢表面制备Co42涂层的影响,指出工艺参量(离焦量、扫描速率、脉宽、频率)对涂层的稀释率、粗糙度和表面形貌等有很大影响。叶四友等[7]通过回归分析研究在H13钢表面制备H13合金涂层的工艺参数对单道熔覆层几何形貌的影响规律。……