文：意大利Commersald公司上海九晖公司编译

姜琴

大纲：本文从三个方面先容玻璃瓶罐模具喷焊工艺

第一方面：瓶罐玻璃模具喷焊工艺，包罗手工喷焊、等离子喷焊、激光喷焊等

模具喷焊的罕用功艺–等离子喷焊，海外最近博得新的打破，技能晋级和功效显著增加，浅显称之为“微型等离子喷焊”。

微型等离子喷焊，辅助模具公司大大升高投资购买成本、永远维持和耗材运用成本，且装备可喷焊工件规模广，只要简朴改换喷焊枪头便可完竣不同工件的喷焊须要。

从下表也许直觉知道微型等离子喷焊和激光喷焊的个性：

表1微型等离子喷焊VS激光喷焊

第二方面：从镍基焊粉与钴基焊粉剖析“硬度”与温度的干系

由于玻璃瓶罐成型临盆线日趋增进的临盆力须要，钴合金起头做为玻璃成型的冲头/芯子的熔覆材料。当做型职掌工况造成实践平衡处事温度的晋升，镍合金就暴露其功能控制性；而钴合金在抵御高温方面起着相当首要的效用。

2.1“镍基合金焊粉”详细涵义是甚么

将“镍”视做熔覆材料是一种诬蔑，真相上镍基合金焊粉是一种由镍(Ni)、铬(Cr)、硼(B)和硅(Si)构成的合金。这类合金的个性在于其熔点较低，介于1,°C~1,°C。

致使全部墟市遍及运用镍基合金焊粉(镍、铬、硼、硅)做为熔覆材料的首要要素，在于墟市上曾经鼎力推行了不同颗粒度的镍基合金焊粉。并且，由于具备低熔点、滑腻性、易于管束焊接熔池等特色，镍基合金从首先步段变得易于经过氧燃料气焊(OFW)停止焊接堆积。

氧燃料气焊(OFW)包罗两个不同阶段：第一阶段，称做堆积阶段，焊粉溶化的同时粘附于工件表面上；第二阶段，也是首要阶段，即重熔阶段，熔覆材料从头溶化以便压实、淘汰气孔。

一定提议一个真相，所谓的重熔阶段是经过母材与镍合金之间的熔点不同来完竣的，母材或者是熔点为1,~1,°C的铁素体铸铁或者熔点为1,~1,°C的C40碳钢(UNI–78)。恰是熔点不同，保证了镍、铬、硼、硅合金处在重熔阶段的温度时、同时不会引发母材的重熔表象。

但是，镍合金堆积也也许经过不须要重熔经过而完竣，堆积一层紧实的线状焊道：这须要借助等离子迁徙弧焊接技能(PTA)。

2.2镍基合金焊粉用于熔覆瓶罐玻璃行业的冲头/芯子

鉴于上述因为，玻璃行业很果然地抉择了镍基合金用做冲头表面的强硬涂层。镍基合金的堆积既可经过氧燃料气焊(OFW)，也可经过超音速火焰喷涂(HVOF)完竣，而重熔经过可经过感觉加热系统或者再次氧燃料气焊(OFW)完竣。再次强调，母材和镍合金之间的熔点不同是最首要的前提前提，不然熔覆将无奈完竣。

镍、铬、硼、硅合金可运用等离子迁徙弧技能(PTA)完竣，如等离子焊(PTAW)，或钨极惰性气体守护焊(GTAW)，前提是客户拥有制备惰性气体的车间。

凭借处事须要不同，镍基合金硬度会响应改变，但每每会在30HRC至60HRC之间。

2.3高温处境下，镍基合金压力较大

上文所述的硬度是指在室温下的硬度。但是，在高温运转处境下，镍基合金的硬度会升高。以下表格，显示在高温下镍基涂层的冲头/芯子硬度显著降落的客观真相：

表2不同温度时镍基合金的硬度

n.m.=notmeasurable无奈丈量出硬度值(HRC)

如上所示，温度越高，镍基合金的硬度越小。

表3不同温度时鈷基合金的硬度

如上所示，固然在室温时钴基合金的硬度要低于镍基合金，但在高温时（如模具处事温度下），钴基合金的硬度大大强于镍基合金。

以下弧线图显示不同合金焊粉的硬度随温度抬高产生的改变：

2.4“钴基合金焊粉”详细涵义是甚么？

将钴视做熔覆材料，实践上是一种由钴(Co)、铬(Cr)、钨(W)，或钴(Co)、铬(Cr)、钼(Mo)构成的合金。每每指“司太立(Stellite)”焊粉，钴基合金具备碳化物和硼化物而造成本身的硬度。某些钴基合金含有2.5%含量的碳。钴基合金首要特色是假使在高温前提下具备超强的硬度。

2.5冲头/芯子表面堆积钴基合金经过中碰到的题目:

钴基合金堆积的首要题目是与其高熔点干系的。真相上，钴基合金的熔点是1,~1,°C，这险些也是碳钢、铸铁的熔点。倘若来讲，若是咱们一定运用氧燃料气焊(OFW)或超音速火焰喷涂(HVOF)，那末在“重熔”阶段时，母材也会溶化。

在冲头/芯子上堆积钴基焊粉的惟一可行计划是：等离子迁徙弧喷焊(PTA)。

2.6对于冷却

如上阐述，运用氧燃料气焊(OFW)和超音速火焰喷涂(HVOF)工艺，象征着堆积的焊粉层同时停止溶化和粘附。而在接下来的重熔阶段压实线状焊道和填充气孔。

以下图片显示这两种工艺与等离子迁徙弧焊(PTA)之间的对照结束。

也许看出，母材表面和熔覆表面之间连接圆满、没有中断。测试中的冲头是在不异的(瓶罐)临盆线上，运用氧燃料气焊(OFW)或超音速火焰喷涂(HVOF)的冲头、运用等离子迁徙弧(PTA)的冲头，显示在不异的冷却风压力下、等离子迁徙弧(PTA)的冲头处事温度低°C。

2.7对于机器加工

机器加工在冲头/芯子临盆中是非常首要的一路工序。上文指明，堆积高温下硬度严峻升高的焊粉(在冲头/芯子上)是非常不利的。个中一个因为是对于机器加工；在60HRC硬度的合金焊粉上加工相当痛苦，迫使客户在车刀参数设准时只可抉择低参数(车刀速率、供应速率、深度…)。在45HRC硬度的合金焊粉上运用一样的喷焊程序，则很显然加倍轻易；车刀参数也也许设定得更高，机器加工本身也会更易于完竣。

2.8对于堆积焊粉的分量

在粘附熔覆材料在工件上，氧燃料气焊(OFW)和超音速火焰喷涂(HVOF)的工艺具备非常高的焊粉损失率，焊粉损失率可高达70%。若是一件吹吹芯子喷焊实践须要30克焊粉，这象征着焊枪一定喷出克焊粉。

出入甚远，等离子迁徙弧(PTA)技能的焊粉损失率约在3%~5%。一样的吹吹芯子则焊枪只要要喷出32克焊粉。

2.9对于堆积光阴

氧燃料气焊(OFW)和超音速火焰喷涂(HVOF)堆积光阴是不异的。譬喻统一件吹吹芯子的堆积加剧熔光阴为5分钟。等离子迁徙弧(PTA)技能也须要不异的5分钟光阴完竣工件表面统统强硬(等离子迁徙弧)。

镍基熔覆和钴基熔覆的冲头对照。在不异临盆线上运转测试结束阐述，钴基熔覆冲头的运用寿命是镍基熔覆冲头的3倍，并且钴基熔覆冲头没有显示出任何“蜕变”。

镍基熔覆的芯子处事92小时镍基熔覆的芯子处事98小时

钴基熔覆的芯子处事小时钴基熔覆的芯子处事小时

第三方面：对于型腔全喷焊，意大利喷焊老手ClaudioCorni老师的采访实录问与答

问1：型腔全喷焊理论上须要多厚的焊层？焊层厚度对功能是不是造成影响？

答1：我提倡焊层厚度为最大值为2~2.5mm，设定振动幅度5mm；若是客户运用更大的厚度值，或者会碰到“搭接”的题目。

问2：为甚么在直段的场合(提倡设定5mm)不必更大的摆幅OSC=30mm？如许效率不是会高良多吗？5mm摆幅有没有甚么特其余意义？

答2：我提倡直段也用摆幅5mm，坚持模具上的适当温度；

若是运用30mm摆幅，则一定设定一个非常慢的喷焊速率，工件温度会非常高，于是母材的稀释变得过高，而损失填充材料的硬度高达10HRC。另一个首要思索是(由于高温)工件上随之造成的应力，增大了造成裂纹的或者性。

运用5mm宽度的摆幅，线速率更快，也许博得最好管束，造成好的边角，坚持填充材料的机器功能，损失只是2~3HRC。

问3：焊粉的成份请求？用哪类焊粉适当型腔喷焊？

答3：我提倡焊粉型号30PSP，若是呈现裂纹，则在铸铁模具上运用23PSP(在铜模具上运用PP型号)。

问4：抉择球墨铸铁的因为是甚么？若是用灰铸铁会呈现甚么题目？

答4：在欧洲，咱们每每运用球墨铸铁，由于球墨铸铁(两个英文名：Nodularcastiron和Ductilecastiron)，称呼是由于在显微镜下其含有的石墨以球状样式存在而博得；不像层板状造成的灰铸铁(原来更明确也许称为“层板铸铁”)。如许的构成差别决计了球墨铸铁和层板铸铁之间的首要差别：球体对于裂纹传达造成好多状态的阻力，于是博得非常首要的延长性特点。并且，石墨的球状样式，在数目不异的前提下，拥有更少的表面积，使得对材料造成的侵害更小，于是博得材料优异性。上溯到年初度在产业畛域运用，球墨铸铁已成为钢(和其余铸铁)的优越取代抉择，完竣了低成本、高功能。

球墨铸铁因其特点而博得的散布功能，连合铸铁的易切割、改变阻力特色，运用球墨铸铁的上风也许小结以下：

卓越的阻力/分量比

优越的机加工功能

成本低

单元成本具备优越的阻力

卓越连合拉伸和蔓延个性

问5：硬度高和硬度低的耐费用是哪个更好？

答5：全部规模是35~21HRC，我提倡运用30PSP焊粉，也许博得凑近28HRC的硬度值。

硬度不直接干系模具运用寿命，运用寿命首要的差别是模具表面“遮蔽”的方法和运用的材料。

手工焊，博得的模具实践(焊材和母材的)连合不如PTA等离子，而通常在玻璃临盆经过中呈现抓痕。

问6：怎么做好内腔全喷焊？怎么探测和管束焊层品质呢？

答6：我提倡在PTA焊机上设定较低的焊粉速率，不超越10RPM；从肩角起头，坚持间距为5mm来焊出平行焊道。

写在末了：

身处科技突飞猛进的光阴，科学技能启动企业和社会的提升；统一个工件的喷焊，也许用不同的工艺方法来完竣。而对于模具厂来讲，运用哪类工艺除了要思索其客户的请求，还要两全装备投入的性价比、装备的灵巧性、后期运用的维持和耗材成本、装备是不是也许涵盖更广的产物规模。微型等离子喷焊无疑给模具厂供给了更好的抉择。