CN107313096A - 一种拉拔模具表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拉拔模具表面处理工艺，涉及模具技术领域，包括：（1）表面处理；（2）配制活化液；（3）表面活化处理；（4）配制电解液；（5）微弧氧化处理；本发明通过采用微弧氧化处理在拉拔模具表面形成微弧陶瓷膜，通过形成的微弧陶瓷膜能够显著的降低模具与拉拔线材之间的摩擦力，由于微弧陶瓷膜表面具有极其光滑和一定的润滑性，能够极大的降低了模具与拉拔线材之间的磨损，从而不仅提高了拉拔线材的拉拔质量，同时，还提高了拉拔模具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于模具技术领域，具体涉及一种拉拔模具表面处理工艺。
背景技术
拉拔加工过程中，拉拔模具工况条件较为恶劣，与拉拔线材摩擦剧烈，润滑状态不稳定，边界润滑、流体润滑和干摩擦相互影响，造成模具磨损失效，严重影响线材的尺寸精度和表面质量，因此，提高模具的耐磨性成为十分迫切的问题，因此，提高模具的耐磨性成为十分迫切的问题，而模具的强韧化、自润滑以及表面的减摩抗磨性能是解决问题的关键，是拉拔模具在工程应用中最主要的基础问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种拉拔模具表面处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种拉拔模具表面处理工艺，包括以下步骤：
（1）表面处理：将拉拔模具采用氢氧化钠溶液在80-90℃下浸泡30min，然后采用超声处理2min，取出，表面采用去离子水清洗至中性，在真空下烘干至恒重，即可；
（2）配制活化液：按重量份计由以下成分制成：纳米硅藻土8-10、硅酸钠3-5、去离子水35-40、十二烷基磺酸钠0.1-0.3；
（3）表面活化处理：将拉拔模具在电阻炉中氮气保护下，加热至350-400℃，保温30min，然后将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面，然后继续保温10min后，随炉冷却至室温；
（4）配制电解液：所述电解液中每升中含有6.5g硅酸钠、0.8g硫酸钾、0.12g磷酸钠、2.8g异戊醇，其余为水；
（5）微弧氧化处理：将步骤（3）处理的拉拔模具放入电解液中，进行微弧氧化处理，氧化时间为30-35min，电流密度为25-28A/dm²，然后取出，表面采用去离子水清洗干净后，在真空下进行干燥，即可。
进一步的，所述步骤（1）中氢氧化钠溶液质量浓度为3.5%，氢氧化钠溶液浸泡温度为40℃。
进一步的，所述步骤（1）中超声处理功率为600W，频率为32kHz。
进一步的，所述的步骤（2）中纳米硅藻土粒度为50nm。
进一步的，所述步骤（2）中活化液制备方法为：将纳米硅藻土均匀分到去离子水中，超声分散2min，然后再添加硅酸钠和十二烷基磺酸钠，以1500r/min转速搅拌30min，然后静置1小时，即得。
进一步的，所述步骤（2）中电解清洗剂制备方法为：将纳米硅藻土分散到去离子水中，以1500r/min转速高速搅拌40min后，加入硫酸，调节硅藻土悬浮液pH至5.0，加热至88℃，保温10min，然后添加木质素磺酸钠，在88℃恒温下，高速搅拌40min，然后静置30min，再添加山竹果皮醇提取物，继续高速搅拌40min，然后采用氢氧化钠调节硅藻土悬浮液至中性，即可。
进一步的，所述步骤（3）中将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面具体为：以0.35MPa的压力将活化液均匀喷射到拉拔模具表面。
进一步的，所述拉拔模具为金属材料，优选铝合金、不锈钢。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过采用微弧氧化处理在拉拔模具表面形成微弧陶瓷膜，通过形成的微弧陶瓷膜能够显著的降低模具与拉拔线材之间的摩擦力，由于微弧陶瓷膜表面具有极其光滑和一定的润滑性，能够极大的降低了模具与拉拔线材之间的磨损，从而不仅提高了拉拔线材的拉拔质量，同时，还提高了拉拔模具的使用寿命，微弧陶瓷膜与常规氧化膜一样，也是由致密层和疏松层两层组成，疏松层与基体间存在着一个过渡带，在过渡带中，基体金属与氧化膜已经烧结成为一个整体，本发明通过在微弧氧化处理前，采用活化液对拉拔模具表面进行喷射，能够使得活化液中纳米硅藻土与硅酸钠均匀粘附在拉拔模具表面，在进行微弧氧化时，能够使得，疏松层与过渡带犬牙交错，紧密结合，使得整个氧化膜与基体结合牢固，粘附在模具表面的纳米硅藻土，能够逐渐填充到疏松层孔隙内，细化了疏松层的晶粒大小，从而使得疏松层与致密层之间结合更加紧密，同时，陶瓷膜借助纳米硅藻土为载体，在模具基体上原位生长，使得膜层与模具基体之间的结合更加牢固，不易脱落，从而使得形成的微弧陶瓷膜具有结合力好、硬度高、耐磨耐腐蚀性能和电绝缘性好的性能。
具体实施方式
实施例1
一种拉拔模具表面处理工艺，包括以下步骤：
（1）表面处理：将拉拔模具采用氢氧化钠溶液在80℃下浸泡30min，然后采用超声处理2min，取出，表面采用去离子水清洗至中性，在真空下烘干至恒重，即可；
（2）配制活化液：按重量份计由以下成分制成：纳米硅藻土8、硅酸钠3、去离子水35、十二烷基磺酸钠0.1；
（3）表面活化处理：将拉拔模具在电阻炉中氮气保护下，加热至350℃，保温30min，然后将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面，然后继续保温10min后，随炉冷却至室温；
（4）配制电解液：所述电解液中每升中含有6.5g硅酸钠、0.8g硫酸钾、0.12g磷酸钠、2.8g异戊醇，其余为水；
（5）微弧氧化处理：将步骤（3）处理的拉拔模具放入电解液中，进行微弧氧化处理，氧化时间为30min，电流密度为25A/dm²，然后取出，表面采用去离子水清洗干净后，在真空下进行干燥，即可。
进一步的，所述步骤（1）中氢氧化钠溶液质量浓度为3.5%，氢氧化钠溶液浸泡温度为40℃。
进一步的，所述步骤（1）中超声处理功率为600W，频率为32kHz。
进一步的，所述的步骤（2）中纳米硅藻土粒度为50nm。
进一步的，所述步骤（2）中活化液制备方法为：将纳米硅藻土均匀分到去离子水中，超声分散2min，然后再添加硅酸钠和十二烷基磺酸钠，以1500r/min转速搅拌30min，然后静置1小时，即得。
进一步的，所述步骤（2）中电解清洗剂制备方法为：将纳米硅藻土分散到去离子水中，以1500r/min转速高速搅拌40min后，加入硫酸，调节硅藻土悬浮液pH至5.0，加热至88℃，保温10min，然后添加木质素磺酸钠，在88℃恒温下，高速搅拌40min，然后静置30min，再添加山竹果皮醇提取物，继续高速搅拌40min，然后采用氢氧化钠调节硅藻土悬浮液至中性，即可。
进一步的，所述步骤（3）中将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面具体为：以0.35MPa的压力将活化液均匀喷射到拉拔模具表面。
实施例2
一种拉拔模具表面处理工艺，包括以下步骤：
（1）表面处理：将拉拔模具采用氢氧化钠溶液在90℃下浸泡30min，然后采用超声处理2min，取出，表面采用去离子水清洗至中性，在真空下烘干至恒重，即可；
（2）配制活化液：按重量份计由以下成分制成：纳米硅藻土10、硅酸钠5、去离子水40、十二烷基磺酸钠0.3；
（3）表面活化处理：将拉拔模具在电阻炉中氮气保护下，加热至400℃，保温30min，然后将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面，然后继续保温10min后，随炉冷却至室温；
（4）配制电解液：所述电解液中每升中含有6.5g硅酸钠、0.8g硫酸钾、0.12g磷酸钠、2.8g异戊醇，其余为水；
（5）微弧氧化处理：将步骤（3）处理的拉拔模具放入电解液中，进行微弧氧化处理，氧化时间为35min，电流密度为28A/dm²，然后取出，表面采用去离子水清洗干净后，在真空下进行干燥，即可。
进一步的，所述步骤（1）中氢氧化钠溶液质量浓度为3.5%，氢氧化钠溶液浸泡温度为40℃。
进一步的，所述步骤（1）中超声处理功率为600W，频率为32kHz。
进一步的，所述的步骤（2）中纳米硅藻土粒度为50nm。
进一步的，所述步骤（2）中活化液制备方法为：将纳米硅藻土均匀分到去离子水中，超声分散2min，然后再添加硅酸钠和十二烷基磺酸钠，以1500r/min转速搅拌30min，然后静置1小时，即得。
进一步的，所述步骤（2）中电解清洗剂制备方法为：将纳米硅藻土分散到去离子水中，以1500r/min转速高速搅拌40min后，加入硫酸，调节硅藻土悬浮液pH至5.0，加热至88℃，保温10min，然后添加木质素磺酸钠，在88℃恒温下，高速搅拌40min，然后静置30min，再添加山竹果皮醇提取物，继续高速搅拌40min，然后采用氢氧化钠调节硅藻土悬浮液至中性，即可。
进一步的，所述步骤（3）中将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面具体为：以0.35MPa的压力将活化液均匀喷射到拉拔模具表面。
实施例3
一种拉拔模具表面处理工艺，包括以下步骤：
（1）表面处理：将拉拔模具采用氢氧化钠溶液在88℃下浸泡30min，然后采用超声处理2min，取出，表面采用去离子水清洗至中性，在真空下烘干至恒重，即可；
（2）配制活化液：按重量份计由以下成分制成：纳米硅藻土9、硅酸钠4、去离子水38、十二烷基磺酸钠0.2；
（3）表面活化处理：将拉拔模具在电阻炉中氮气保护下，加热至380℃，保温30min，然后将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面，然后继续保温10min后，随炉冷却至室温；
（4）配制电解液：所述电解液中每升中含有6.5g硅酸钠、0.8g硫酸钾、0.12g磷酸钠、2.8g异戊醇，其余为水；
（5）微弧氧化处理：将步骤（3）处理的拉拔模具放入电解液中，进行微弧氧化处理，氧化时间为32min，电流密度为26A/dm²，然后取出，表面采用去离子水清洗干净后，在真空下进行干燥，即可。
进一步的，所述步骤（1）中氢氧化钠溶液质量浓度为3.5%，氢氧化钠溶液浸泡温度为40℃。
进一步的，所述步骤（1）中超声处理功率为600W，频率为32kHz。
进一步的，所述的步骤（2）中纳米硅藻土粒度为50nm。
进一步的，所述步骤（2）中活化液制备方法为：将纳米硅藻土均匀分到去离子水中，超声分散2min，然后再添加硅酸钠和十二烷基磺酸钠，以1500r/min转速搅拌30min，然后静置1小时，即得。
进一步的，所述步骤（2）中电解清洗剂制备方法为：将纳米硅藻土分散到去离子水中，以1500r/min转速高速搅拌40min后，加入硫酸，调节硅藻土悬浮液pH至5.0，加热至88℃，保温10min，然后添加木质素磺酸钠，在88℃恒温下，高速搅拌40min，然后静置30min，再添加山竹果皮醇提取物，继续高速搅拌40min，然后采用氢氧化钠调节硅藻土悬浮液至中性，即可。
进一步的，所述步骤（3）中将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面具体为：以0.35MPa的压力将活化液均匀喷射到拉拔模具表面。
对比例1：与实施例1区别仅在于不经过步骤（3）处理。
对比例2：与实施例1区别仅在于步骤（3）活化液中不添加纳米硅藻土。
对比例3：与实施例1区别仅在于步骤（3）中不经过加热处理。
试验
以铝合金拉拔模具为试样，随机分成6组，分别采用实施例与对比例方式进行处理，对比形成的微弧陶瓷膜的性能：
表1
由表1可以看出，本发明方法得到的模具表面微弧陶瓷膜具有良好的厚度和极高的致密层厚度，硬度好；
采用摩擦试验机对上述试验组各表面摩擦系数进行检测，对比：
表2
由表2可以看出，本发明处理的拉拔模具表面具有良好的耐磨性。
Claims (7)
1.一种拉拔模具表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）表面处理：将拉拔模具采用氢氧化钠溶液在80-90℃下浸泡30min，然后采用超声处理2min，取出，表面采用去离子水清洗至中性，在真空下烘干至恒重，即可；
（2）配制活化液：按重量份计由以下成分制成：纳米硅藻土8-10、硅酸钠3-5、去离子水35-40、十二烷基磺酸钠0.1-0.3；
（3）表面活化处理：将拉拔模具在电阻炉中氮气保护下，加热至350-400℃，保温30min，然后将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面，然后继续保温10min后，随炉冷却至室温；
（4）配制电解液：所述电解液中每升中含有6.5g硅酸钠、0.8g硫酸钾、0.12g磷酸钠、2.8g异戊醇，其余为水；
（5）微弧氧化处理：将步骤（3）处理的拉拔模具放入电解液中，进行微弧氧化处理，氧化时间为30-35min，电流密度为25-28A/dm²，然后取出，表面采用去离子水清洗干净后，在真空下进行干燥，即可。
2.根据权利要求1所述的一种拉拔模具表面处理工艺，其特征在于，所述步骤（1）中氢氧化钠溶液质量浓度为3.5%，氢氧化钠溶液浸泡温度为40℃。
3.根据权利要求1所述的一种拉拔模具表面处理工艺，其特征在于，所述步骤（1）中超声处理功率为600W，频率为32kHz。
4.根据权利要求1所述的一种拉拔模具表面处理工艺，其特征在于，所述的步骤（2）中纳米硅藻土粒度为50nm。
5.根据权利要求1所述的一种拉拔模具表面处理工艺，其特征在于，所述步骤（2）中活化液制备方法为：将纳米硅藻土均匀分到去离子水中，超声分散2min，然后再添加硅酸钠和十二烷基磺酸钠，以1500r/min转速搅拌30min，然后静置1小时，即得。
6.根据权利要求1所述的一种拉拔模具表面处理工艺，其特征在于，所述步骤（2）中电解清洗剂制备方法为：将纳米硅藻土分散到去离子水中，以1500r/min转速高速搅拌40min后，加入硫酸，调节硅藻土悬浮液pH至5.0，加热至88℃，保温10min，然后添加木质素磺酸钠，在88℃恒温下，高速搅拌40min，然后静置30min，再添加山竹果皮醇提取物，继续高速搅拌40min，然后采用氢氧化钠调节硅藻土悬浮液至中性，即可。
7.根据权利要求1所述的一种拉拔模具表面处理工艺，其特征在于，所述步骤（3）中将步骤（2）配制的活化液均匀喷射到拉拔模具表面具体为：以0.35MPa的压力将活化液均匀喷射到拉拔模具表面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171103 |
|
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