CN106967868A - 汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺 - Google Patents

汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，汽车冲压模具的一侧呈倒V型，汽车冲压模具一侧的尖角边即为汽车冲压模具的特征线；该激光淬火工艺包括清洁、喷涂吸光涂料层、激光淬火处理、冷却、表面观察和表面硬度测量、以及切割或打磨处理工序，特别的，本发明采用先在加工侧表面上喷涂吸光涂料层；再将位于尖角边上的吸光涂料层、以及位于两个倾斜面上并分别靠近于尖角边的位置上的吸光涂料层均擦拭掉；然后再利用激光器对加工侧进行激光淬火处理的加工工序，既可有效保证加工侧各位置的淬火硬度及层深，又可使特征线避免因功率积累而被烧损的风险，很好确保了冲压模具特征线的完整性。

Description

汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺
技术领域
本发明涉及激光淬火技术领域，具体提供一种汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺。
背景技术
激光淬火是利用激光将材料表面加热到相变点以上，随着材料自身冷却，奥氏体转变为马氏体，从而使材料表面硬化的淬火技术。
目前，冲压模具已大部分要求进行激光淬火处理。相较于模具粗加工后再进行激光淬火处理，模具精加工后再进行激光淬火处理的工序要少很多，但在激光淬火工艺上的控制却难了起来，尤其对于冲压模具特征线的淬火，由于冲压模具的特征线的精度要求较高，若激光直接对特征线进行淬火，一方面，特征线会由于功率的积累被烧坏；另一方面，对特征线两侧进行淬火，会在其中一侧产生回火，进而使工作量翻倍。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，其设计合理、易操作，既可有效保证加工侧各位置的淬火硬度及层深，又很好确保了冲压模具特征线的完整性。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，汽车冲压模具的一侧呈倒V型，且汽车冲压模具一侧的尖角边即为该汽车冲压模具的特征线；按如下步骤进行：
a)、将汽车冲压模具的一侧定义为加工侧，对所述加工侧进行清洁，以去除所述加工侧表面上的油污；
b)、在所述加工侧的表面上喷涂一层吸光涂料层；
c)、待所述吸光涂料层干燥后，将位于所述尖角边上的吸光涂料层、以及位于所述加工侧的两个倾斜面上并分别靠近于所述尖角边的位置上的吸光涂料层均擦拭掉；然后，利用激光器对所述加工侧进行激光淬火处理；
d)、激光淬火处理完成后，将位于所述加工侧上吸光涂料层全部擦拭掉，并等待所述加工侧冷却至常温；
e)、对经激光淬火处理后加工侧进行表面观察和表面硬度测量，若加工侧上的淬火处表面无烧坏现象、且淬火处的表面硬度符合淬火硬度要求，则进行下述步骤f)；
f)、按照设计需求，对所述尖角边上的淬火处进行切割或打磨处理，以形成阶梯结构。
作为本发明的进一步改进，上述步骤b)中，所述吸光涂料层的厚度为0.1～0.2mm。
作为本发明的进一步改进，上述步骤c)中，所述激光器的工作参数为：功率1600W，行走速度5mm/s，焦距307mm。
作为本发明的进一步改进，上述步骤e)中，淬火处的表面硬度为52～56HRC。
作为本发明的进一步改进，上述步骤f)中，所述尖角边上的淬火处的第一位置向下切割或打磨加工0.5mm，且切割或打磨加工后的第一位置处的表面硬度为53～55HRC；
所述尖角边上的淬火处的第二位置向下切割或打磨加工0.8mm，且切割或打磨加工后的第二位置处的表面硬度为50～55HRC。
本发明的有益效果是：相较于现有的激光淬火工艺，①本发明采用“先在加工侧表面上喷涂吸光涂料层；再将位于尖角边上的吸光涂料层、以及位于两个倾斜面上并分别靠近于尖角边的位置上的吸光涂料层均擦拭掉；然后再利用激光器对加工侧进行激光淬火处理”的加工工序，既可有效保证加工侧各位置的淬火硬度及层深，又可使特征线避免因功率积累而被烧损的风险，很好确保了冲压模具特征线的完整性。②本发明所采用的激光淬火工艺设计合理、易操作，大大提高了工作效率。
附图说明
图1为经本发明所述步骤c)处理后的汽车冲压模具的局部结构示意图；
图2为经本发明所述步骤f)处理后的所述尖角边的局部剖面结构示意图。
结合附图，作以下说明：
10——尖角边 11——倾斜面
2——吸光涂料层
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
本发明公开了一种汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，该加工工艺设计合理、易操作，既可有效保证加工侧各位置的淬火硬度及层深，又很好确保了冲压模具特征线的完整性。具体说明如下：
实施例1：
材质为GGG70L的汽车冲压模具的一侧呈倒V型，且汽车冲压模具一侧的尖角边10即为该汽车冲压模具的特征线；所述汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，按如下步骤进行：
a)、为便于描述，将汽车冲压模具的一侧定义为加工侧；用汽油或酒精对所述加工侧进行清洁，以去除所述加工侧表面上的油污，此外，还可用砂纸打磨加工侧表面，进一步去除油污，以便于均匀喷涂吸光涂层；
b)、在所述加工侧的表面上喷涂一层吸光涂料层2，其中所用的吸光涂料采用由华中科技大学材料学院研制的CT-150半导体激光吸光涂料，且所述吸光涂料层2的厚度为0.1～0.2mm(可进一步优选为0.1mm)；
c)、待所述吸光涂料层2干燥后，将位于所述尖角边10上的吸光涂料层、以及位于所述加工侧的两个倾斜面11上并分别靠近于所述尖角边的位置上(距离尖角边1mm宽)的吸光涂料层均擦拭掉；
然后，利用半导体激光器对所述加工侧进行激光淬火处理，其中所述半导体激光器的工作参数为：功率1600W，行走速度5mm/s，焦距307mm；
d)、激光淬火处理完成后，将位于所述加工侧上吸光涂料层全部擦拭掉，并等待所述加工侧冷却至常温；
e)、对经激光淬火处理后加工侧进行表面观察和表面硬度测量，经观察及测量，加工侧上的淬火处表面无烧坏现象，淬火处的表面硬度为55HRC，符合淬火硬度为48HRC以上的要求，进行下述步骤f)；
f)、按照设计需求，对所述尖角边10上的淬火处进行切割或打磨处理，以形成阶梯结构，具体为：将所述尖角边10上的淬火处的第一位置(附图2中标记A所示)向下切割或打磨加工0.5mm，将所述尖角边10上的淬火处的第二位置(附图2中标记B所示)向下切割或打磨加工0.8mm；然后分别对所述尖角边10上的第一位置和第二位置进行表面硬度测量，得出：第一位置处的表面硬度为53HRC，第二位置处的表面硬度为51HRC，均符合淬火硬度为48HRC以上的要求。
综上所述，本发明通过对激光淬火工艺进行技术创新，即采用“先在加工侧表面上喷涂吸光涂料层；再将位于尖角边上的吸光涂料层、以及位于两个倾斜面上并分别靠近于尖角边的位置上的吸光涂料层均擦拭掉；然后再利用激光器对加工侧进行激光淬火处理”的加工工序，既可有效保证加工侧各位置的淬火硬度及层深，又可使特征线避免因功率积累而被烧损的风险，很好确保了冲压模具特征线的完整性。
上述所举的实施例仅用以说明本发明的组成及功效，并非因此来拘限本发明的专利范围，故举凡所有等效结构的改变及不脱离本发明的类似修改，均隶属于本发明的专利范畴。

Claims (5)

1.一种汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，汽车冲压模具的一侧呈倒V型，且汽车冲压模具一侧的尖角边(10)即为该汽车冲压模具的特征线；其特征在于：按如下步骤进行：
a)、将汽车冲压模具的一侧定义为加工侧，对所述加工侧进行清洁，以去除所述加工侧表面上的油污；
b)、在所述加工侧的表面上喷涂一层吸光涂料层(2)；
c)、待所述吸光涂料层(2)干燥后，将位于所述尖角边(10)上的吸光涂料层、以及位于所述加工侧的两个倾斜面(11)上并分别靠近于所述尖角边的位置上的吸光涂料层均擦拭掉；然后，利用激光器对所述加工侧进行激光淬火处理；
d)、激光淬火处理完成后，将位于所述加工侧上吸光涂料层全部擦拭掉，并等待所述加工侧冷却至常温；
e)、对经激光淬火处理后加工侧进行表面观察和表面硬度测量，若加工侧上的淬火处表面无烧坏现象、且淬火处的表面硬度符合淬火硬度要求，则进行下述步骤f)；
f)、按照设计需求，对所述尖角边(10)上的淬火处进行切割或打磨处理，以形成阶梯结构。
2.根据权利要求1所述的汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，其特征在于：上述步骤b)中，所述吸光涂料层(2)的厚度为0.1～0.2mm。
3.根据权利要求1所述的汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，其特征在于：上述步骤c)中，所述激光器的工作参数为：功率1600W，行走速度5mm/s，焦距307mm。
4.根据权利要求1所述的汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，其特征在于：上述步骤e)中，淬火处的表面硬度为52～56HRC。
5.根据权利要求1所述的汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺，其特征在于：上述步骤f)中，所述尖角边(10)上的淬火处的第一位置向下切割或打磨加工0.5mm，且切割或打磨加工后的第一位置处的表面硬度为53～55HRC；
所述尖角边(10)上的淬火处的第二位置向下切割或打磨加工0.8mm，且切割或打磨加工后的第二位置处的表面硬度为50～55HRC。
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