CN101649383B

CN101649383B - 用于制作汽车后纵梁的模具的热处理工艺

Info

Publication number: CN101649383B
Application number: CN2009103065011A
Authority: CN
Inventors: 刘小军; 李栋
Original assignee: NANFANG JINKANG AUTO PARTS CO Ltd
Current assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2010-11-03
Anticipated expiration: 2029-09-02
Also published as: CN101649383A

Abstract

本发明涉及一种用于制作汽车后纵梁的模具的热处理工艺，有以下步骤：1)将模具放在850～900℃的硼砂熔盐介质中预热5～6小时；2)模具继续加热至950℃，再加入碳化钒2500～3000克，进行二次分级淬火；3)步骤2所得的模具在250～300℃下，回火，时间为3-4小时；4)将步骤3所得的模具抛光，检验，即将用于制作汽车后纵梁的模具热处理完毕。本发明所述模具采用本发明热处理后，其生产的汽车后纵梁回弹小，汽车后纵梁起皱、开裂的现象大大减小，汽车后纵梁的报废率低(控制在1％左右)，提高了汽车后纵梁的质量和模具的使用寿命。

Description

用于制作汽车后纵梁的模具的热处理工艺

技术领域

本发明涉及一种热处理工艺，特别涉及一种用于制作汽车后纵梁的模具的热处理工艺。

背景技术

汽车后纵梁在生产制作过程中，需要使用模具。由于汽车后纵梁的技术要求是：表面质量达到B级面标准；整个曲面变形控制≤0.05mm；回弹控制≤0.05mm；激光焊缝公差+3，-7mm；切边线公差为±0.25mm。现有的生产中，由于汽车后纵梁采用高张力板材(板材的屈服强度达到440Mpa，材料延伸率≤18)，而目前采用的模具其工装制造采用CR12MOV材料，拉延时采用一般性球墨铸铁，变形控制靠后工序中的两次侧面整形或松动拉延筋的传统方法来保证；切边线的公差靠局部进行校正，均按照通常的模具工艺要求进行设计、制造、加工、调试、保养，无法根据产品的不同要求对模具进行设计、制造、加工、调试、保养，用所述模具生产的汽车后纵梁的表面质量难以进行控制，常常会出现以下问题：

1)、用传统模具生产的汽车后纵梁开裂、起皱现象明显；

2)、用传统模具生产的汽车后纵梁报废率大(达到10％左右)；

3)、汽车后纵梁的生产频率严重滞后(本行业中冲压生产一般的生产频率为8～10次，现工艺中的生产频率为3～3.7次)；

4)、模具表面质量差；

5)、模具使用寿命严重不足，不能满足实际生产的需要，维修和保养相当困难。

由于上述问题，使得汽车后纵梁的生产成本高，生产和质量管理难度答。生产中无法提高生产频率，导致机床承载的生产负荷加大，工人劳动强度大，产生安全隐患。另外，由于采用传统的模具生产的汽车后纵梁经常出现开裂、起皱等不良缺陷，生产的辅助人员和产品检验人员以及检验的频次大大增加，加大了生产管理难度。

发明内容

本发明的目的是提供用于制作汽车后纵梁的模具的热处理工艺，模具采用本发明热处理后，其生产的汽车后纵梁回弹小，汽车后纵梁起皱、开裂的现象大大减小，汽车后纵梁的报废率低(控制在1％左右)，提高了汽车后纵梁的质量和模具的使用寿命。

本发明的有以下步骤：

1).将模具放在850～900℃的硼砂熔盐介质中预热5～6小时；

2).步骤1的介质中继续加热至950℃，再加入碳化钒再加入碳化钒2500～3000克，进行二次分级淬火，其中，一次分级淬火为：将温度控制在950℃，对模具进行表面真空淬火，时间为3～5小时；二次分级淬火为：将温度控制在1020℃，对模具进行表面真空淬火，时间控制在3～5小时；

3).步骤2所得的模具在250～300℃下，回火，时间为3-4小时；

4).将步骤3所得的模具抛光，检验，即将用于制作汽车后纵梁的模具热处理完毕。

步骤4)所述的检验为模具表面硬度为HV2800～3200，钒金属碳化层厚度为10～15um，表面光洁度0.2，表面无裂纹。

所述模具采用终极冷作模具钢KD11S制备。

本发明所述的碳化钒采用郑州市天祥化工公司生产的同名产品(专用于表面处理)。

在1020℃的高温下将后纵梁拉延、整形模的压边圈镶块、凸模镶块、凹模镶块放置在硼砂熔盐及特征介质中，通过特种熔盐中的金属原子和镶块中的碳原子进行化学反应，扩散在工件表面而形成一层15um的钒金属碳化层。

本技术的主要指标：表面硬度/HV：2800～3200HV；深度：15um；镶块变形量：3～5um。

由于模具采用终极冷作模具钢KD11S，而终极冷作模具钢KD11S具有相当高的耐磨性，表面耐高压，基体有微细的二次碳化物，使用白光技术(一种相当于可以照相的成型分析照相仪器，运用该仪器对使用一般材料的拉延模压制出来的产品进行照相，在仪器本身中可以形成数模，将该数模与设计好的产品数模或工艺数模进行逐一对比，再次调整设计数模和回弹量，将产品严格控制在设计范围内)，因此用于制作汽车后纵梁的模具在生产(制作)中可以控制汽车后纵梁的回弹，所述模具按照相关采集的数据进行设计、加工，经过调试完成后，再对模具进行TD处理(TD处理：Theimal Diffusion Coating Process，是在一定的处理温度下将工件放置在硼砂熔盐及特定介质中，通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应，扩散在工件表面而形成一层几微米至二十余微米的钒、铌、铬、钛、铱等金属碳化物)，模具在TD处理时，控制TD处理的深度达到15um，从而解决产品的回弹、起皱、开裂等不良现象，大大降低了汽车后纵梁的报废率(控制在1％左右)，提高汽车后纵梁的质量和模具的使用寿命。

本发明所述热处理工艺与传统的热处理工艺对比，有以下优点：

①模具的表面成份：

传统工艺一般采用渗TI、N等，硬度不足；本发明所述热处理工艺采用渗VC(碳化钒)，使模具的硬度大大提高(通过扩散形成，覆层与基体具有冶金结合，覆层与基体的结合力较其他方法高的多，最优异的抗剥离性)；

②模具的热处理工艺：

传统工艺采用气体法，本发明所述工艺采用盐浴(硼砂熔盐混合物)

③模具表面的硬化层厚度

传统工艺达到2～5um，本发明所述工艺达到15um；

④模具的表面硬度

传统工艺达到1200～1800HV，本发明所述工艺达到2800～3200HV；

⑤模具的耐磨性

传统工艺不耐磨，本发明所述工艺耐磨；

⑥模具的使用寿命

本发明所述工艺是传统工艺的15倍以上；

⑦模具的后期工装的维修、保养成本，本发明所述工艺与传统的工艺相比较其维修、保养成本低。

具体实施方式

实施例1

用于制作汽车后纵梁的模具的热处理工艺，有以下步骤：

1)所述模具采用终极冷作模具钢KD11S制备。在1020℃的高温下将后纵梁拉延、整形模的压边圈镶块、凸模镶块、凹模镶块放置在硼砂熔盐及特征介质中，通过特种熔盐中的金属原子和镶块中的碳原子进行化学反应，扩散在工件表面而形成一层15um的钒金属碳化层。将后纵梁拉延、整形模的压边圈镶块、凸模镶块、凹模镶块放在850～900℃的硼砂熔盐介质中预热5～6小时；

2).步骤1的介质中继续加热至950℃，再加入碳化钒3000克，进行二次分级淬火，其中，一次分级淬火为：将温度控制在950℃，对模具进行表面真空淬火，时间为3～5小时；二次分级淬火为：将温度控制在1020℃，对模具进行表面真空淬火，时间控制在3～5小时；

3).步骤2所得的模具在250～300℃下，回火，时间为3-4小时；

4).将步骤3所得的模具抛光，达到表面光洁度为0.2。检验，要求：模具表面硬度为HV2800～3200，钒金属碳化层厚度为10～15um，表面光洁度0.2，表面无裂纹，即将用于汽车后纵梁的制作模具热处理完毕。

实施例2

本实施例其余步骤与实施例1相同，不同的是步骤2中加入碳化钒为2500克。

实施例3

本实施例其余步骤与实施例1相同，不同的是步骤2中加入碳化钒为2800克。

安装好经热处理后的模具，即可生产开始汽车后纵梁。所生产的汽车后纵梁回弹小，起皱、开裂小，报废率低(控制在1％左右)，使用寿命长。

在整个热处理过程中，严格控制温度≤1020℃，时间控制在15～18小时。

Claims

1.一种用于制作汽车后纵梁的模具的热处理工艺，其特征在于有以下步骤：

1).将模具放在850～900℃的硼砂熔盐介质中预热5～6小时，所述模具采用终极冷作模具钢KD11S制备；

2).步骤1的介质中继续加热至950℃，再加入碳化钒2500～3000克，进行二次分级淬火，其中，一次分级淬火为：将温度控制在950℃，对模具进行表面真空淬火，时间为3～5小时；二次分级淬火为：将温度控制在1020℃，对模具进行表面真空淬火，时间为3～5小时；

3).步骤2所得的模具在250～300℃下，回火，时间为3-4小时；

4).将步骤3所得的模具抛光，检验，要求模具表面硬度为HV2800～3200，钒金属碳化层厚度为10～15μm，表面光洁度0.2，表面无裂纹，即将用于制作汽车后纵梁的模具热处理完毕。