CN107475490A - 模具易腐蚀部位增强工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模具易腐蚀部位增强工艺，包括以下步骤：包括以下步骤：步骤1)，在未投入使用的成型模具上开设缺口；步骤2)，对所述模具进行气淬；步骤3)，对所述模具进行回火；步骤4)，对所述模具进行预热形成热态模具；步骤5)，对所述热态模具中的所述缺口进行焊补形成焊补部位；步骤6)，对焊补部位精加工，使所述焊补部位恢复至所述易腐蚀部位的原有造型。通过本发明的技术方案，通过采用上述增强工艺，模具的耐冲蚀寿命从2000模次提高到8000模次以上。

Description

模具易腐蚀部位增强工艺

技术领域

本发明涉及焊补技术领域，具体而言，涉及一种模具易腐蚀部位增强工艺。

背景技术

铝合金轮毂低压铸造模具的主要部分通常使用热作模具钢加工而成，在生产过程中，(680～720)℃的铝熔液从保温炉通过升液管和浇口进入模具型腔，充型完成后对模具进行冷却，铸件凝固后开始泄压，升液管和浇口内的未凝固铝熔液又回流到低压保温炉内，循环的生产过程中，浇口部位由于反复的进行着充型加热、冷却和泄压，相当于对模具局部进行回火，使得模具钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀能力持续下降，经铝熔液来回冲刷、模具开合模和铸件脱模，模具上的涂料在铸造过程中会磨损脱落，使浇口的热作模具钢本体与铝熔液直接接触，铝熔液与铁之间会形成Fe-Al相中间化合物，由于其很不稳定，会进一步加速腐蚀。例如，H13热作模具钢生产的新模具调质后的硬度达到(42～45)HRC,生产1000模次后硬度会下降到(30～35)HRC，2000模次就下降到了(28～30)HRC，硬度降低后模具浇口边缘处很容易被铝熔液腐蚀，腐蚀达到一定程度会对铸件的造型造成影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提供一种模具易腐蚀部位增强工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种模具易腐蚀部位增强工艺，包括以下步骤：步骤1)，在未投入使用的成型模具的易腐蚀部位开设缺口；步骤2)，对模具进行气淬；步骤3)，对模具进行回火；步骤4)，对模具进行预热形成热态模具；步骤5)，对热态模具中的缺口使用析出硬化型焊材进行焊补形成焊补部位；步骤6)，对焊补部位精加工，使焊补部位恢复至易腐蚀部位的原有造型；步骤7)，对所述模具进行加热，使焊补部位的焊材析出硬化。

在该技术方案中，缺口用作后续焊补强化的基体并留足焊料厚度所需的空间，对模具坯料进行气淬和回火工艺，使模具基体的硬度达到42HRC至45HRC，提高模具硬度，增强模具使用寿命，消除模具内部的残余应力，减少模具变形，对模具预热后再用更耐腐蚀的析出硬化型焊材进行焊接修补，可有效减少焊接产生的内应力和裂纹，加强焊接材料与模具的基体的结合力，减少模具的变形量，再对模具初加工的表面进行成型精加工，形成最终的模具表面，在对模具加热使焊材析出硬化，使模具的焊补部位的硬度可以提高至48HRC至52HRC，使模具的耐冲蚀寿命从2000模次提高到8000模次以上，而析出硬化所需的温度较低，模具的变形量非常小，从而保证精度。

另外，本发明提供的上述技术方案中的模具易腐蚀部位增强工艺还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，步骤5)中，焊补部位为采用析出硬化钢氩弧焊条对缺口进行焊补而成。

在该技术方案中，通过采用专用的析出硬化钢氩弧焊条对模具上的缺口进行焊补，具有高抗裂性、易加工、较高的抗张力、金相密度高、对镜面度、耐腐蚀、耐磨耗具有非常好的效果的特点。

在上述任一技术方案中，优选地，在步骤7)中，将模具升温至480℃至550℃，保温60min至120min。

在该技术方案中，焊补部位的焊材析出硬化所需温度较低，既能使易腐蚀部位析出硬化，使模具易腐蚀部位的局部硬度可以提高至48HRC至52HRC，加强易腐蚀部位的耐腐蚀性能，又能大幅减小模具的变形量。

在上述任一技术方案中，优选地，步骤4)中，预热温度为330℃至380℃，保温1至2小时。

在该技术方案中，通过对模具进行预热，使得在进行焊补时不会因温差较大形成的较大的冷热应力对模具造成的损害，降低模具炸裂的可能性，增加模具的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，气淬具有多个加热段，多个加热段包括：第一加热段，将模具采用对流加热到580℃至620℃，保温50min至70min；第二加热段，在第一加热段完成后，将模具采用对流加热到780℃至820℃，保温80min至100min；第三加热段，在第二加热段完成后，将模具采用对流加热到1000℃至1050℃，保温80min至100min；在第三加热段完成后，模具在7000mbar至9000mbar氮气气压下冷却至常温。

在该技术方案中，通过对经过工艺步骤1)的模具进行气淬恢复模具的刚性、硬度、耐磨形和疲劳强度以及韧性，满足使用要求。

在上述任一技术方案中，优选地，回火为三次回火，三次回火具体包括：第一次回火，将模具加热到550℃至580℃，保温200min至300min后，风冷至常温；第二次回火，将模具加热到590℃至650℃，保温200min至300min后，风冷至常温；第三次回火，将模具加热到530℃至570℃，保温200min至300min后，风冷至常温。

在该技术方案中，通过对未投入使用的的成型模具进行回火工艺，消除成型及气淬过程中在模具内部形成的残余应力，防止模具的变形，保证精度，并且将模具的硬度控制在42HRC至45HRC。

在上述任一技术方案中，优选地，在步骤5)中，对缺口进行焊补形成焊补部位后，加热模具至390℃至420℃，保温60min至120min。

在该技术方案中，通过对焊补后的模具进行升温，降低焊块和模具之间的焊接应力，防止焊接处开裂，不影响模具的正常使用，不产生剥落现象。

在上述任一技术方案中，优选地，易腐蚀部位为浇口和进料口。

在该技术方案中，通过采用上述模具增强工艺的浇口和进料口，耐冲蚀寿命从2000模次提高到8000模次以上，不影响铸件产品的精度与尺寸，降低浇口和进料口因腐蚀造成的修模次数，降低修模成本，同时模具的局部硬度可以提高至48HRC至52HRC，延长模具使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，焊补部位为焊接在模具上的至少两层强化层。

在该技术方案中，通过强化层强化模具表面的耐冲蚀性能，延长模具的使用寿命，不影响铸件产品的精度与尺寸，同时模具的局部硬度可以提高至48HRC至52HRC，延长模具使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，每层强化层的厚度为3mm至5mm。

在该技术方案中，通过限定强化层的厚度，进一步增强模具表面的耐冲蚀性能，延长模具的使用寿命，不影响铸件产品的精度与尺寸，同时模具的硬度可以提高至48HRC至52HRC。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本发明的模具易腐蚀部位增强工艺的流程框图；

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1对根据本发明的实施例的模具易腐蚀部位增强工艺进行具体说明。

如图1所示，根据本发明的实施例的模具易腐蚀部位增强工艺，步骤1)，在未投入使用的成型模具的易腐蚀部位开设缺口；步骤2)，对模具进行气淬；步骤3)，对模具进行回火；步骤4)，对模具进行预热形成热态模具；步骤5)，对热态模具中的缺口使用析出硬化型焊材进行焊补形成焊补部位；步骤6)，对焊补部位精加工，使焊补部位恢复至易腐蚀部位的原有造型；步骤7)，对所述模具进行加热，使焊补部位的焊材析出硬化。

在该实施例中，缺口用作后续焊补强化的基体并留足焊料厚度所需的空间，对模具坯料进行气淬和回火工艺，使模具基体的硬度达到42HRC至45HRC，提高模具硬度，增强模具使用寿命，消除模具内部的残余应力，减少模具变形，对模具预热后再用更耐腐蚀的析出硬化型焊材进行焊接修补，可有效减少焊接产生的内应力和裂纹，加强焊接材料与基体的结合力，减少模具的变形量，再对模具初加工的表面进行成型精加工，形成最终的模具表面，在对模具加热使焊材析出硬化，使模具的焊补部位的硬度可以提高至48HRC至52HRC，使模具的耐冲蚀寿命从2000模次提高到8000模次以上，同时模具的局部硬度可以提高至48HRC至52HRC，达到使用要求；另外，通过对开设缺口的模具进行气淬和回火工艺，消除模具在开设缺口时的模具内部的残余应力，而析出硬化所需的温度较低，模具的变形量非常小，从而保证精度。

其中，模具的气淬和回火均为至少一次，即至少一次气淬和至少一次回火，保证模具内部结构的稳定性，缺口可以采用气割或砂轮切割。

其中，缺口的深度为至少3mm，宽度为至少5mm，为模具进行焊补预留足够的焊位，降低焊块和模具之间的焊接应力，防止焊接处开裂，可使焊补后的模具继续使用，不产生剥落现象，从而提高了模具的利用率，降低了生产成本。。

在上述实施例中，优选地，步骤5)中，焊补部位为采用析出硬化钢氩弧焊条对缺口进行焊补而成。

在该实施例中，通过采用专用的析出硬化钢氩弧焊条对模具上的缺口进行焊补，具有高抗裂性、易加工、较高的抗张力、金相密度高、对镜面度、耐腐蚀、耐磨耗具有非常好的效果的特点。

在上述任一实施例中，优选地，在步骤7)中，将模具升温至480℃至550℃，保温60min至120min。

在该实施例中，焊补部位的焊材析出硬化所需温度较低，既能使易腐蚀部位析出硬化，使模具易腐蚀部位的局部硬度可以提高至48HRC至52HRC，加强易腐蚀部位的耐腐蚀性能，又能大幅减小模具的变形量。

在上述任一实施例中，优选地，步骤4)中，预热温度为330℃至380℃，保温60min至120min。

在该实施例中，通过对模具进行预热，使得在进行焊补时不会因温差较大形成的较大的冷热应力对模具造成的损害，降低模具炸裂的可能性，增加模具的使用寿命。

在上述任一实施例中，优选地，气淬具有多个加热段，多个加热段包括：第一加热段，将模具采用对流加热到580℃至620℃，保温50min至70min；第二加热段，在第一加热段完成后，将模具采用对流加热到780℃至820℃，保温80min至100min；第三加热段，在第二加热段完成后，将模具采用对流加热到1000℃至1050℃，保温80min至100min；在第三加热段完成后，模具在7000mbar至9000mbar氮气气压下冷却至常温。

在该实施例中，通过对开设缺口的模具进行气淬恢复模具的刚性、硬度、耐磨形和疲劳强度以及韧性，满足使用要求。

在上述任一实施例中，优选地，回火为三次回火，三次回火具体包括：第一次回火，将模具加热到550℃至580℃，保温200min至300min后，风冷至常温；第二次回火，将模具加热到590℃至650℃，保温200min至300min后，风冷至常温；第三次回火，将模具加热到530℃至570℃，保温200min至300min后，风冷至常温。

在该实施例中，通过对未投入使用的的成型模具进行回火工艺，消除成型及气淬过程中在模具内部形成的残余应力，防止模具的变形，保证精度，并且将模具的硬度控制在42HRC至45HRC。

在上述任一实施例中，优选地，在步骤5)中，对缺口进行焊补形成焊补部位后，加热模具至390℃至420℃，保温60min至120min。

在该实施例中，通过对焊补后的模具进行升温，降低焊块和模具之间的焊接应力，防止焊接处开裂，不影响模具的正常使用，不产生剥落现象。

在上述任一实施例中，优选地，易腐蚀部位为浇口和进料口。

在该实施例中，通过采用上述模具增强工艺的浇口和进料口，耐冲蚀寿命从2000模次提高到8000模次以上，不影响铸件产品的精度与尺寸，降低浇口和进料口因腐蚀造成的修模次数，降低修模成本，同时模具的局部硬度可以提高至48HRC至52HRC，延长模具使用寿命。

在上述任一实施例中，优选地，焊补部位为焊接在模具上的至少两层强化层。

在该实施例中，通过强化层强化模具表面的耐冲蚀性能，延长模具的使用寿命，不影响铸件产品的精度与尺寸，同时模具的局部硬度可以提高至48HRC至52HRC，延长模具使用寿命。

在上述任一实施例中，优选地，每层强化层的厚度为3mm至5mm。

在该实施例中，通过限定强化层的厚度，进一步增强模具表面的耐冲蚀性能，延长模具的使用寿命，不影响铸件产品的精度与尺寸，同时模具的硬度可以提高至48HRC至52HRC，达到使用要求。

本发明另一方面提供一种模具易腐蚀部位增强工艺，包括以下步骤：步骤1)，在未投入使用的成型模具上开设缺口；步骤2)，对模具进行气淬，气淬具有多个加热段，多个加热段包括：第一加热段，将模具采用对流加热到600℃，保温60min；第二加热段，在第一加热段完成后，将模具采用对流加热到800℃，保温90min；第三加热段，在第二加热段完成后，将模具采用对流加热到1030℃，保温90min；在第三加热段完成后，模具在8000mbar氮气气压下冷却至常温；步骤3)，对模具进行回火，回火为三次回火，三次回火具体包括：第一次回火，将模具加热到580℃，保温240min后，风冷至常温；第二次回火，将模具加热到600℃，保温240min后，风冷至常温；第三次回火，将模具加热到550℃，保温240min后，风冷至常温；步骤4)，对模具进行预热形成热态模具，预热温度为350℃，保温120min；步骤5)，对热态模具中的缺口使用析出硬化型焊材进行焊补形成焊补部位，对缺口进行焊补形成焊补部位后，加热模具至400℃，保温120min；步骤6)，对焊补部位精加工，使焊补部位恢复至易腐蚀部位的原有造型；步骤7)，对所述模具进行加热，使焊补部位的焊材析出硬化，将模具升温至500℃，保温120min。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提供了一种模具易腐蚀部位增强工艺，通过采用上述增强工艺，模具的耐冲蚀寿命从2000模次提高到8000模次以上，不影响铸件产品的精度与尺寸，降低热处理成本，同时模具的局部硬度可以提高至48HRC至52HRC，达到使用要求；另外，通过对开设缺口的模具进行气淬和回火工艺，消除模具在开设缺口时的模具内部的残余应力，防止模具的变形，保证精度，并且将模具的硬度控制在42HRC至45HRC。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，在未投入使用的成型模具的易腐蚀部位开设缺口；

步骤2)，对所述模具进行气淬；

步骤3)，对所述模具进行回火；

步骤4)，对所述模具进行预热形成热态模具；

步骤5)，对所述热态模具中的所述缺口使用析出硬化型焊材进行焊补形成焊补部位；

步骤6)，对焊补部位精加工，使所述焊补部位恢复至所述易腐蚀部位的原有造型；

步骤7)，对所述模具进行加热，使焊补部位的焊材析出硬化。

2.根据权利要求1所述的模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，所述步骤5)中，所述焊补部位为采用析出硬化钢氩弧焊条对所述缺口进行焊补而成。

3.根据权利要求2所述的模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，在步骤7)中，将所述模具升温至480℃至550℃，保温60min至120min。

4.根据权利要求1所述的模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，所述步骤4)中，预热温度为330℃至380℃，保温60min至120min。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，所述气淬具有多个加热段，多个所述加热段包括：

第一加热段，将模具采用对流加热到580℃至620℃，保温50min至70min；

第二加热段，在第一加热段完成后，将模具采用对流加热到780℃至820℃，保温80min至100min；

第三加热段，在第二加热段完成后，将模具采用对流加热到1000℃至1050℃，保温80min至100min；

在第三加热段完成后，模具在7000mbar至9000mbar氮气气压下冷却至常温。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，所述回火为三次回火，三次所述回火具体包括：

第一次回火，将模具加热到550℃至580℃，保温200min至300min后，风冷至常温；

第二次回火，将模具加热到590℃至650℃，保温200min至300min后，风冷至常温；

第三次回火，将模具加热到530℃至570℃，保温200min至300min后，风冷至常温。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，在步骤5)中，对所述缺口进行焊补形成焊补部位后，加热所述模具至390℃至420℃，保温60min至120min。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，所述易腐蚀部位为浇口和进料口。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，所述焊补部位为焊接在模具上的至少两层强化层。

10.根据权利要求9所述的模具易腐蚀部位增强工艺，其特征在于，每层所述强化层的厚度为3mm至5mm。