CN106756726B - 一种汽车模具表面强化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车模具表面强化处理工艺，步骤如下：对模具表面进行清洗；采用砂纸对模具表面进行打磨；将强化粉末喷焊在打磨后的模具表面；将喷焊后的模具迅速送入回火炉中，在氨气的氛围下进行回火处理，先升温至550‑600℃，回火处理2‑3h，再降温至400‑450℃，回火处理1‑2h，最后空冷冷却；对回火处理后的模具进行初次喷丸处理；对初次喷丸处理后的模具进行二次喷丸处理。本发明对模具表面进行强化处理，使其表面硬度达到了910HV以上，咬合临界载荷达到了3900kg以上，能够满足市场越来越高的性能需求，具有重要的市场价值和社会价值。

Description

一种汽车模具表面强化处理工艺
技术领域
本发明涉及汽车模具技术领域，具体是一种汽车模具表面强化处理工艺。
背景技术
据了解，我国目前为汽车服务的模具约已占到了全部模具产量的三分之一左右。在这占模具总量三分之一的汽车模具中，冲压模具要占到一半左右，由此可见汽车冲压模具在模具行业和汽车工业中的重要地位。随着模具行业的不断发展，汽车模具在国内的模具行业已经有着举足轻重的位置。迅猛发展的中国汽车工业为国内的汽车模具带来了广阔的发展空间。此外由于成本和市场的因素致使发达国家模具制造的重心也逐步向以中国为代表的发展中国家转移。国内外的综合因素促进了国内汽车模具工业高速发展，可见，我国汽车模具产业的前景十分广阔。
随着我国汽车模具产业的发展，也就对汽车模具的性能提出了越来越高的要求。努力提高模具的力学性能，延长模具的使用寿命，将为人类社会带来可观的社会效益和经济效益。而从节省能源、充分发挥材料的性能潜力、获得特殊性能和最大技术经济效益出发，采用表面处理技术对模具的表面进行强化，是提高模具使用性能和寿命的行之有效的主要手段。现有技术中，针对汽车模具的表面强化处理技术有很多，处理效果参差不齐，但都逐渐无法满足市场的需求，研发一种强化效果更加优异的汽车模具表面强化处理工艺，将具有重要的市场价值和社会价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车模具表面强化处理工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车模具表面强化处理工艺，步骤如下：
1)对模具表面进行清洗；
2)采用砂纸对模具表面进行打磨；
3)将强化粉末喷焊在打磨后的模具表面；
3.1)将强化粉末在喷枪的火焰中充分熔融，以喷涂在模具表面，并在模具表面形成塑性变形的沉积层，喷粉的每层厚度为0.1mm，重复喷涂7-8次，直至沉积层的厚度为0.7-0.8mm；
3.2)在喷涂完毕后，立即进行重熔，采用弱碳化焰，喷距为15mm，火焰与模具表面夹角为80°，控制重熔速度，将沉积层加热，直至沉积层出现镜面反光为止；
4)将喷焊后的模具迅速送入回火炉中，在氨气的氛围下进行回火处理，先升温至550-600℃，回火处理2-3h，再降温至400-450℃，回火处理1-2h，最后空冷冷却；
5)对回火处理后的模具进行初次喷丸处理，喷丸介质为0.08mm的钢球，喷丸速度为80-100m/s，处理时间为20-30min；
6)对初次喷丸处理后的模具进行二次喷丸处理，喷丸介质为0.03mm的陶瓷球，喷丸速度为60-70m/s，处理时间为10-15min。
作为本发明进一步的方案：步骤1)中采用60℃的美沙克隆溶剂对模具进行清洗。
作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，首先采用500目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1600目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用3000目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将模具在120-130℃下烘干。
作为本发明再进一步的方案：步骤3)中，所述强化粉末按照质量百分数的化学成分为：Cr 15-18％、Si 1-2％、Mo 2-2.5％、W 2-3％、Co 4-5％、Nb 0.5-1.0％、Ta 1.2-1.8％、Ti 3.0-3.6％，余量为Fe。
作为本发明再进一步的方案：步骤3)中，所述强化粉末按照质量百分数的化学成分为：Cr 16.5％、Si 1.4％、Mo 2.3％、W 2.7％、Co 4.5％、Nb 0.7％、Ta 1.6％、Ti 3.3％、Fe 67％。
上述汽车模具表面强化处理工艺能够应用于汽车模具生产工艺。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明对模具表面进行强化处理，使其表面硬度达到了910HV以上，咬合临界载荷达到了3900kg以上，能够满足市场越来越高的性能需求，具有重要的市场价值和社会价值。
2、本发明采用特制的强化粉末对模具进行喷焊处理，并对喷焊后的模具在氨气的氛围下进行回火处理，有利于提高对模具的强化处理效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种汽车模具表面强化处理工艺，步骤如下：
1)对模具表面进行清洗，具体为采用60℃的美沙克隆溶剂对模具进行清洗；
2)采用砂纸对模具表面进行打磨，具体为：首先采用500目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1600目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用3000目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将模具在120℃下烘干；
3)将强化粉末喷焊在打磨后的模具表面，其中，所述强化粉末按照质量百分数的化学成分为：Cr 15％、Si 1％、Mo 2％、W 2％、Co 4％、Nb 0.5％、Ta 1.2％、Ti 3％、Fe71.3％；
3.1)将强化粉末在喷枪的火焰中充分熔融，以喷涂在模具表面，并在模具表面形成塑性变形的沉积层，喷粉的每层厚度为0.1mm，重复喷涂7次，直至沉积层的厚度为0.7mm；
3.2)在喷涂完毕后，立即进行重熔，采用弱碳化焰，喷距为15mm，火焰与模具表面夹角为80°，控制重熔速度，将沉积层加热，直至沉积层出现镜面反光为止；
4)将喷焊后的模具迅速送入回火炉中，在氨气的氛围下进行回火处理，先升温至550℃，回火处理2h，再降温至400℃，回火处理1h，最后空冷冷却；
5)对回火处理后的模具进行初次喷丸处理，喷丸介质为0.08mm的钢球，喷丸速度为80m/s，处理时间为20min；
6)对初次喷丸处理后的模具进行二次喷丸处理，喷丸介质为0.03mm的陶瓷球，喷丸速度为60m/s，处理时间为10min。
实施例2
一种汽车模具表面强化处理工艺，步骤如下：
1)对模具表面进行清洗，具体为采用60℃的美沙克隆溶剂对模具进行清洗；
2)采用砂纸对模具表面进行打磨，具体为：首先采用500目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1600目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用3000目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将模具在125℃下烘干；
3)将强化粉末喷焊在打磨后的模具表面，其中，所述强化粉末按照质量百分数的化学成分为：Cr 16％、Si 1.3％、Mo 2.2％、W 2.5％、Co 5％、Nb 0.6％、Ta 1.4％、Ti3.5％、Fe 67.5％；
3.1)将强化粉末在喷枪的火焰中充分熔融，以喷涂在模具表面，并在模具表面形成塑性变形的沉积层，喷粉的每层厚度为0.1mm，重复喷涂8次，直至沉积层的厚度为0.8mm；
3.2)在喷涂完毕后，立即进行重熔，采用弱碳化焰，喷距为15mm，火焰与模具表面夹角为80°，控制重熔速度，将沉积层加热，直至沉积层出现镜面反光为止；
4)将喷焊后的模具迅速送入回火炉中，在氨气的氛围下进行回火处理，先升温至560℃，回火处理2.5h，再降温至400℃，回火处理1h，最后空冷冷却；
5)对回火处理后的模具进行初次喷丸处理，喷丸介质为0.08mm的钢球，喷丸速度为90m/s，处理时间为20min；
6)对初次喷丸处理后的模具进行二次喷丸处理，喷丸介质为0.03mm的陶瓷球，喷丸速度为70m/s，处理时间为10min。
实施例3
一种汽车模具表面强化处理工艺，步骤如下：
1)对模具表面进行清洗，具体为采用60℃的美沙克隆溶剂对模具进行清洗；
2)采用砂纸对模具表面进行打磨，具体为：首先采用500目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1600目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用3000目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将模具在125℃下烘干；
3)将强化粉末喷焊在打磨后的模具表面，其中，所述强化粉末按照质量百分数的化学成分为：Cr 16.5％、Si 1.4％、Mo 2.3％、W 2.7％、Co 4.5％、Nb 0.7％、Ta 1.6％、Ti3.3％、Fe 67％；
3.1)将强化粉末在喷枪的火焰中充分熔融，以喷涂在模具表面，并在模具表面形成塑性变形的沉积层，喷粉的每层厚度为0.1mm，重复喷涂8次，直至沉积层的厚度为0.8mm；
3.2)在喷涂完毕后，立即进行重熔，采用弱碳化焰，喷距为15mm，火焰与模具表面夹角为80°，控制重熔速度，将沉积层加热，直至沉积层出现镜面反光为止；
4)将喷焊后的模具迅速送入回火炉中，在氨气的氛围下进行回火处理，先升温至580℃，回火处理2.5h，再降温至430℃，回火处理1.5h，最后空冷冷却；
5)对回火处理后的模具进行初次喷丸处理，喷丸介质为0.08mm的钢球，喷丸速度为90m/s，处理时间为25min；
6)对初次喷丸处理后的模具进行二次喷丸处理，喷丸介质为0.03mm的陶瓷球，喷丸速度为65m/s，处理时间为13min。
实施例4
一种汽车模具表面强化处理工艺，步骤如下：
1)对模具表面进行清洗，具体为采用60℃的美沙克隆溶剂对模具进行清洗；
2)采用砂纸对模具表面进行打磨，具体为：首先采用500目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1600目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用3000目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将模具在130℃下烘干；
3)将强化粉末喷焊在打磨后的模具表面，其中，所述强化粉末按照质量百分数的化学成分为：Cr 17％、Si 1.5％、Mo 2.5％、W 2％、Co 4.3％、Nb 0.6％、Ta 1.7％、Ti3.2％、Fe 67.2％；
3.1)将强化粉末在喷枪的火焰中充分熔融，以喷涂在模具表面，并在模具表面形成塑性变形的沉积层，喷粉的每层厚度为0.1mm，重复喷涂7次，直至沉积层的厚度为0.7mm；
3.2)在喷涂完毕后，立即进行重熔，采用弱碳化焰，喷距为15mm，火焰与模具表面夹角为80°，控制重熔速度，将沉积层加热，直至沉积层出现镜面反光为止；
4)将喷焊后的模具迅速送入回火炉中，在氨气的氛围下进行回火处理，先升温至590℃，回火处理2.5h，再降温至450℃，回火处理2h，最后空冷冷却；
5)对回火处理后的模具进行初次喷丸处理，喷丸介质为0.08mm的钢球，喷丸速度为100m/s，处理时间为25min；
6)对初次喷丸处理后的模具进行二次喷丸处理，喷丸介质为0.03mm的陶瓷球，喷丸速度为60m/s，处理时间为13min。
实施例5
一种汽车模具表面强化处理工艺，步骤如下：
1)对模具表面进行清洗，具体为采用60℃的美沙克隆溶剂对模具进行清洗；
2)采用砂纸对模具表面进行打磨，具体为：首先采用500目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1600目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用3000目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将模具在130℃下烘干；
3)将强化粉末喷焊在打磨后的模具表面，其中，所述强化粉末按照质量百分数的化学成分为：Cr 18％、Si 2％、Mo 2.5％、W 3％、Co 5％、Nb 1％、Ta 1.8％、Ti 3.6％、Fe63.1％；
3.1)将强化粉末在喷枪的火焰中充分熔融，以喷涂在模具表面，并在模具表面形成塑性变形的沉积层，喷粉的每层厚度为0.1mm，重复喷涂8次，直至沉积层的厚度为0.8mm；
3.2)在喷涂完毕后，立即进行重熔，采用弱碳化焰，喷距为15mm，火焰与模具表面夹角为80°，控制重熔速度，将沉积层加热，直至沉积层出现镜面反光为止；
4)将喷焊后的模具迅速送入回火炉中，在氨气的氛围下进行回火处理，先升温至600℃，回火处理3h，再降温至450℃，回火处理2h，最后空冷冷却；
5)对回火处理后的模具进行初次喷丸处理，喷丸介质为0.08mm的钢球，喷丸速度为100m/s，处理时间为30min；
6)对初次喷丸处理后的模具进行二次喷丸处理，喷丸介质为0.03mm的陶瓷球，喷丸速度为70m/s，处理时间为15min。
对比例1
与实施例3相比，采用常规的铁基喷焊合金，其他与实施例3相同，该常规铁基喷焊合金按照质量百分数的化学成分为：C 0.3％、Si 3％、B 1.5％、Cr 15％、Ni 9％、Fe71.2％。
对比例2
与实施例3相比，不包含步骤4)，其他与实施例3相同。
对实施例1-5及对比例1-2处理后的模具进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1性能测试表
组别 表面硬度(HV) 咬合临界载荷(kg) 表面粗燥程度(μm)
实施例1 910 4000 9.43
实施例2 922 4300 8.50
实施例3 940 4500 8.75
实施例4 938 3900 8.30
实施例5 925 4250 9.24
对比例1 790 3000 8.67
对比例2 815 3200 9.21
从上表可以看出，经过本发明处理后的模具，其表面硬度达到了910HV以上，咬合临界载荷达到了3900kg以上，能够满足市场越来越高的性能需求，具有重要的市场价值和社会价值。
另外，从实施例3与对比例1的数据对比中可以看出，实施例3的处理效果明显优于对比例1，由于对比例1中采用常规的铁基喷焊合金，因此可以看出，本发明采用特制的强化粉末，有利于提高对模具的处理效果。
从实施例3与对比例2的数据对比中可以看出，实施例3的处理效果明显优于对比例2，由于对比例2没有包含步骤4)，因此可以看出，本发明通过对喷焊后的模具在氨气的氛围下进行回火处理，有利于提高对模具的处理效果。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种汽车模具表面强化处理工艺，其特征在于，步骤如下：
1)对模具表面进行清洗；
2)采用砂纸对模具表面进行打磨；
3)将强化粉末喷焊在打磨后的模具表面，所述强化粉末按照质量百分数的化学成分为：Cr 15-18％、Si 1-2％、Mo 2-2.5％、W 2-3％、Co 4-5％、Nb 0.5-1.0％、Ta 1.2-1.8％、Ti 3.0-3.6％，余量为Fe；
3.1)将强化粉末在喷枪的火焰中充分熔融，以喷涂在模具表面，并在模具表面形成塑性变形的沉积层，喷粉的每层厚度为0.1mm，重复喷涂7-8次，直至沉积层的厚度为0.7-0.8mm；
3.2)在喷涂完毕后，立即进行重熔，采用弱碳化焰，喷距为15mm，火焰与模具表面夹角为80°，控制重熔速度，将沉积层加热，直至沉积层出现镜面反光为止；
4)将喷焊后的模具迅速送入回火炉中，在氨气的氛围下进行回火处理，先升温至550-600℃，回火处理2-3h，再降温至400-450℃，回火处理1-2h，最后空冷冷却；
5)对回火处理后的模具进行初次喷丸处理，喷丸介质为0.08mm的钢球，喷丸速度为80-100m/s，处理时间为20-30min；
6)对初次喷丸处理后的模具进行二次喷丸处理，喷丸介质为0.03mm的陶瓷球，喷丸速度为60-70m/s，处理时间为10-15min。
2.根据权利要求1所述的汽车模具表面强化处理工艺，其特征在于，步骤1)中采用60℃的美沙克隆溶剂对模具进行清洗。
3.根据权利要求2所述的汽车模具表面强化处理工艺，其特征在于，步骤2)中，首先采用500目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1600目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用3000目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将模具在120-130℃下烘干。
4.根据权利要求3所述的汽车模具表面强化处理工艺，其特征在于，步骤3)中，所述强化粉末按照质量百分数的化学成分为：Cr 16.5％、Si 1.4％、Mo 2.3％、W 2.7％、Co4.5％、Nb 0.7％、Ta 1.6％、Ti 3.3％、Fe 67％。
5.根据权利要求1-4任一所述的汽车模具表面强化处理工艺在汽车模具生产工艺中的应用。
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