CN109371217A - 一种冷冲压模具的表面处理方法 - Google Patents

一种冷冲压模具的表面处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种冷冲压模具的表面处理方法，具体涉及冷冲压模具领域，包括对依次冷冲压模具进行如下步骤：（1）硬度调整预处理，三次500℃以上的高温淬火、回火处理；（2）补焊及抛光处理；（3）表面脱脂处理；（4）进行喷砂处理；（5）PVD处理；（6）二次抛光处理。涂层选用TiN、CrN、TiCN、TiAlN、CrAlN或CrAlTiN中的一种。本发明获得冷冲压模具的表面更加符合装配制造的要求，具有强度高、耐磨性、散热性、耐腐性的综合性能，大大延长模具的使用寿命。

Description

一种冷冲压模具的表面处理方法
技术领域
本发明涉及冷冲压模具领域，具体涉及一种PVD表面处理方法。
背景技术
随着汽车行业的飞速发展及工艺水平的提高，尤其是高强度板在汽车钣金上的广泛应用，传统的模具表面处理技术应用受限，单一的模具表面处理技术已不能满足日趋发展的模具需要，冷作模具易发生变形、磨损、疲劳和断裂等失效形式，严重影响了模具的使用寿命，冲孔模具的寿命不高。在汽车模具领域，表面处理技术主要是解决冲压件的拉伤问题，以及提高模具使用寿命。传统的TD、电镀由于受变形量、镀膜次数的限制已不能满足高速发展的需要。
发明内容
为解决此类问题，本发明采用PVD技术对冷冲压模具进行表面处理，具体方案如下：一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，包括对依次冷冲压模具进行如下步骤：
（1）硬度调整预处理，三次500℃以上的高温淬火、回火处理；（2）补焊及抛光处理；（3）表面脱脂处理；（4）进行喷砂处理；（5）PVD处理；（6）二次抛光处理。
具体的：冷冲压模具材料为T10A钢、7SiCrMnMoV钢、CrWMn钢或Cr12Mo1V1钢中的一种。T10A热处理工艺为：760-810℃水或油淬火，160-180℃回火，硬度59-62HRC；CrWMn热处理工艺为：820-840℃油淬火，200℃回火；7SiCrMnMoV热处理工艺为：800-1000℃油淬火，200℃回火；Cr12Mo1V1热处理工艺为：1020-1050℃油淬火，200℃回火。
步骤（1）处理后模具硬度调整在59-65HRC的范围内。
步骤（2）具体为对型面有细小气孔及裂纹的镶块进行补焊，补焊后经抛光磨头初抛、油石细抛和砂纸精抛，抛光处理后表面Ra＜0.5µm。
步骤（3）具体进行4步处理：①去油：分三个超声波清洗槽，每个槽里面的清洗剂含量逐渐降低，每个槽清洗时间为5-10min；②清水去污：分三个清水清洗槽；第一个槽清水喷淋，时间为3min；第二和第三个槽用超声波清洗，时间均为3min；③去离子水清洗：分为三个槽，第一、第二槽为去离子水超声槽，时间3min；第三个槽为去离子水浸泡清洗，时间3min；④脱水：用热风吹8-10分钟，保证工件干燥。
步骤（4）中所选喷料为铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂或海南砂中的一种。喷砂步骤能够使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。
步骤（5）的具体包括：①氮化处理，将PVD炉抽真空，通入液氨，加热使氨气使蒸发对冷冲压模具表面进行处理；②涂层沉积：具体选用TiN、CrN、TiCN、TiAlN 或CrAlN中的一种。即根据工件不同的要求，选用涂层种类。
步骤（6）二次抛光处理后成型面Ra＜0.2μm。
本发明的有益效果，本发明获得冷冲压模具的表面更加符合装配制造的要求，具有强度高、耐磨性、散热性、耐腐性的综合性能，大大延长模具的使用寿命。
说明书附图
图1 本发明工艺步骤流程图。
具体实施方式
实施例一
选用T10A钢，喷砂选用石英砂，沉积涂层选用CrN涂层。
步骤（1）热处理工艺为：760-810℃水或油淬火，160-180℃回火，进行三次，处理后硬度为59-62HRC。
步骤（2）具体为对型面有细小气孔及裂纹的镶块进行补焊，补焊后经抛光磨头初抛、油石细抛和砂纸精抛，抛光处理后表面Ra＜0.5µm。
步骤（3）具体进行4步处理：①去油：分三个超声波清洗槽，每个槽里面的清洗剂含量逐渐降低，每个槽清洗时间为5-10min；②清水去污：分三个清水清洗槽；第一个槽清水喷淋，时间为3min；第二和第三个槽用超声波清洗，时间均为3min；③去离子水清洗：分为三个槽，第一、第二槽为去离子水超声槽，时间3min；第三个槽为去离子水浸泡清洗，时间3min；④脱水：用热风吹8-10分钟，保证工件干燥。
步骤（4）中所选喷料为石英砂，以压缩空气为动力。
步骤（5）的具体包括：①氮化处理，将PVD炉抽真空，通入液氨，加热使氨气使蒸发对冷冲压模具表面进行处理；②涂层沉积，将PVD炉抽真空，通入氮气，增加Cr靶电流，沉积90min，获得CrN涂层。
步骤（6）二次抛光处理后成型面Ra＜0.2μm。
实施例二
选用CrWMn钢，喷砂选用铜矿砂，沉积涂层选用TiN涂层。
步骤（1）热处理为：820-840℃油淬火，200℃回火，进行三次硬度达到60-62HRC。
步骤（5）涂层沉积，选用Ti靶，沉积90min。
其他步骤同实施例一。
实施例三
选用7SiCrMnMoV钢，喷砂选用金刚砂，沉积涂层选用TiAlN涂层。
步骤（1）热处理为：800-1000℃油淬火，200℃回火，进行三次，硬度到达60HRC以上。
步骤（5）涂层沉积，选用Ti和Al靶，沉积60min。
其他步骤同实施例一。
实施例四
选用Cr12Mo1V1钢，喷砂选用海南砂，沉积涂层选用CrAlN涂层。
步骤（1）热处理工艺为：1020-1050℃油淬火，200℃回火，进行三次，硬度达到60HRC以上。
步骤（5）涂层沉积，选用Cr和Al靶，沉积120min。
其他步骤同实施例一。
以上实施例工件检测结果：
实施例 PVD层 膜厚（μm） 硬度（HV） 摩擦系数
实施例一 CrN层 约2.3 2000 0.25
实施例二 TiN层 约3.5 2300 0.23
实施例三 TiAlN层 约1.8 3500 0.35
实施例四 CrAlN层 约5.2 2800 0.30
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利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，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，包括对依次冷冲压模具进行如下步骤：
硬度调整预处理，三次500℃以上的高温淬火、回火处理；
（2）补焊及抛光处理；
（3）表面脱脂处理；
（4）进行喷砂处理；
（5）PVD处理；
（6）二次抛光处理。
2.根据权利要求1所述的一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，所述的冷冲压模具材料为T10A钢、7SiCrMnMoV钢、CrWMn钢或Cr12Mo1V1钢中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，步骤（1）处理后模具硬度调整在59-65HRC的范围内。
4.根据权利要求1所述的一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，步骤（2）具体为对型面有细小气孔及裂纹的镶块进行补焊，补焊后经抛光磨头初抛、油石细抛和砂纸精抛，抛光处理后表面Ra＜0.5µm。
5.根据权利要求1所述的一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，步骤（3）具体进行4步处理：①去油：分三个超声波清洗槽，每个槽里面的清洗剂含量逐渐降低，每个槽清洗时间为5-10min；②清水去污：分三个清水清洗槽；第一个槽清水喷淋，时间为3min；第二和第三个槽用超声波清洗，时间均为3min；③去离子水清洗：分为三个槽，第一、第二槽为去离子水超声槽，时间3min；第三个槽为去离子水浸泡清洗，时间3min；④脱水：用热风吹8-10分钟，保证工件干燥。
6.根据权利要求1所述的一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，步骤（4）中所选喷料为铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂或海南砂中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，步骤（5）的具体包括：①氮化处理，将PVD炉抽真空，通入液氨，加热使氨气使蒸发对冷冲压模具表面进行处理；②涂层沉积：涂层选用 TiN、CrN、TiCN、TiAlN 、CrAlN或CrAlTiN中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，经步骤（6）二次抛光处理后成型面Ra＜0.2μm。
9.根据权利要求2所述的一种冷冲压模具的表面处理方法，其特征在于，
T10A热处理工艺为：760-810℃水或油淬火，160-180℃回火，硬度59-62HR；CrWMn热处理工艺为：820-840℃油淬火，200℃回火；7SiCrMnMoV热处理工艺为：800-1000℃油淬火，200℃回火；Cr12Mo1V1热处理工艺为：1020-1050℃油淬火，200℃回火。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190222

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