CN110284045A - 一种汽车冲压件模具的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车冲压件模具的加工方法，所述的汽车冲压件模具包含以下重量百分比原料：C：0.55～0.75%；Si：0.35～0.45%；Mn：0.45～0.75%；Mo：1.5～2.2%；V：0.35～0.38%；Bi:0.15～0.25%；Co：0.15～0.25%；W：0.10～0.20%；Er：0.15～0.25%；Sr：0.10～0.20%；余量Fe。本发明通过相对最优化合金配比，再将激光重熔技术结合到模具的组织细微化处理中，使得模具具有极高的纯净度和致密度、组织非常细微均匀，具有高硬度，极佳的抗热磨损性、抗热冲击性、抗热裂纹性能、热稳定性等等，满足产品批量大、形状结构复杂、表面质量要求高的高性能汽车冲压件之要求，市场前景广阔。

Description

一种汽车冲压件模具的加工方法
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，具体是一种汽车冲压件模具的加工方法。
背景技术
模具是工业产品批量生产的基础工艺装备，机械制造工业零件粗加工的70％，精加工的5％都需要模具来完成。塑料模具钢是重要的模具材料，广泛应用于家用电器、电子及通讯设备、塑料制品、汽车摩托车等各类行业。在汽车冲压件中，一部分经冲压后直接成为汽车零部件，另一部分经冲压后还需经过焊接、或机械加工、或油漆等工艺加工后才能成为汽车零部件。汽车冲压件品种繁多，
如汽车减震器冲压件弹簧托盘、弹簧座、弹簧托架、端盖、封盖、压缩阀盖、压缩阀套、油封座、底盖、防尘盖、叶轮、油筒、支耳、支架等都属于汽车冲压件。汽车冲压件生产中采用了大量的冷冲压工艺适合汽车冲压件工业多品种、大批量生产的需要。在中、重型汽车中，大部分覆盖件如车身外板等，及一些承重和支撑件如车架、车厢等汽车零部件都是汽车冲压件。
汽车车身模具，特别是大中型冲压压件模具，是车身制造技术的重要组成部分，冲压模具占模具总量的40%以上，汽车冲压件模具在冲压模具中具有代表性。汽车冲压件的加工好坏直接和模具水平有关，要想提高模具水平，模具材料的是关键，因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上，目前市面上销售流通的汽车冲压件模具大多存在合金成份配比不够优化、冶炼不够精细、纯净度偏低、未经过组织细微化处理等因素，从而导致热汽车冲压件的抗高温耐磨性、热裂纹性能、抗塑性变形、抗整体开裂等性能总体不佳，模具最终寿命不长且不太稳定，已越来越不能满足产品批量大、形状结构复杂、表面质量要求高的高性能汽车冲压件之要求。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有抗高温耐磨性、热裂纹性能、抗塑性变形、抗整体开裂等性能优异的汽车冲压件模具的加工方法，使之满足产品批量大、形状结构复杂、表面质量要求高的高性能汽车冲压件之要求。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种汽车冲压件模具，所述的汽车冲压件模具包含以下重量百分比原料：C：0.55～0.75%；Si：0.35～0.45%；Mn：0 .45～0.75%；Mo： 1.5～2.2%；V：0.35～0.38%；Bi:0.15～0.25%；Co：0.15～0.25%；W： 0.10～0.20%；Er：0.15～0.25%；Sr：0.10～0.20%；余量Fe。
本发明还提供汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照上述比例个原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以820-850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；
（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭820-850℃进行退火处理；
（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1250-1350℃，保温5-8h后冷却至1100-1200℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以820-850℃进行完全退火处理；
（4）对锻件加热至在真空炉内进行程序升温至1050-1150℃，之后将锻件缓冷至约850-870℃进行球化退火处理；
（5）将经过步骤（4）处理后的锻件进行微弧氧化处理，即加工得汽车冲压件模具。
优选的，所述微弧氧化处理是将锻件进行预处理后，将渗铝剂和锻件置于陶瓷坩埚内，高温加热至熔融，得到渗铝基材；选用双脉冲高压电源作为供压源，将渗铝基材悬挂于阳极，以不锈钢槽作为阴极，渗铝基材浸没于电解液，采用恒压模式进行微弧氧化处理，即得汽车冲压件模具。
优选的，所述渗铝剂包括如下如下重量百分比的原料：Al203 粉65-80% 、Al 粉15-30%、Na3AlF6 3-5%。
优选的，所述电解液为：硅酸钠20-30g/L、磷酸钠10-15g/L、钨酸钠5-10g/L和氟化钠3-5g/L组成。
优选的，所述微弧氧化处理的工艺参数为：正电压350~400V 、正占空比10 ~30% 、频率200~400Hz 。
优选的，步骤（4）所述程序升温是预热至500-600℃保温1 -2h，再加热至800-850℃保温1 .5-2h；再进行淬火加热，加热温度为1050-1150℃并保温1-2h。
优选的，所述锻件预处理是用砂纸打磨至光滑，用丙酮进行超声清洗。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明通过发明人经过长期试验在汽车冲压件模具中引入Bi、Co、W、Er等元素，再通过相对最优化合金配比，再将激光重熔技术结合到模具的组织细微化处理中，使得模具具有极高的纯净度和致密度、组织非常细微均匀，具有高硬度，极佳的抗热磨损性、抗热冲击性、抗热裂纹性能、热稳定性等等，满足产品批量大、形状结构复杂、表面质量要求高的高性能汽车冲压件之要求，市场前景广阔。
2、本发明汽车冲压件模具的加工还经过微弧氧化处理后可在模具表面形成致密的氧化铝薄膜层，显著提高冲压件的抗冷热疲劳性、耐磨损性和稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
一种汽车冲压件模具，所述的汽车冲压件模具包含以下重量百分比原料：C：0.65%；Si：0.40%；Mn：0 .60%；Mo： 1.86%；V：0.40%；Bi:0.20%；Co：0.18%；W： 0.15%；Er：0.20%；Sr：0.15%；余量Fe。
本发明还提供汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照上述比例个原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；
（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭850℃进行退火处理；
（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1300℃，保温6h后冷却至1150℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以850℃进行完全退火处理；
（4）对锻件加热至在真空炉内预热至550℃保温1.5h，再加热至850℃保温2h；再进行淬火加热，加热温度为1100℃并保温2h，之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；
（5）将经过步骤（4）处理后的锻件进行微弧氧化处理，即加工得汽车冲压件模具。
所述微弧氧化处理是将锻件用砂纸打磨至光滑，用丙酮进行超声清洗后，将渗铝剂和锻件置于陶瓷坩埚内，高温加热至熔融，得到渗铝基材；选用双脉冲高压电源作为供压源，将渗铝基材悬挂于阳极，以不锈钢槽作为阴极，渗铝基材浸没于电解液，采用恒压模式进行微弧氧化处理，即得汽车冲压件模具。所述渗铝剂包括如下如下重量百分比的原料：Al203 粉75% 、Al 粉20%、Na3AlF6 5%。所述电解液为：硅酸钠25g/L、磷酸钠12g/L、钨酸钠10g/L和氟化钠5g/L组成。所述微弧氧化处理的工艺参数为：正电压350V 、正占空比25% 、频率300Hz。
实施例2
一种汽车冲压件模具，所述的汽车冲压件模具包含以下重量百分比原料：C：0.70%；Si：0.35%；Mn：0 .55%；Mo： 2.04%；V：0.38%；Bi:0.25%；Co：0.15%；W： 0.20%；Er：0.15%；Sr：0.20%；余量Fe。
本发明还提供汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照上述比例个原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以820℃进行退火去应力处理，制得电极坯；
（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭820℃进行退火处理；
（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1250℃，保温8h后冷却至1200℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以830℃进行完全退火处理；
（4）对锻件加热至在真空炉内预热至600℃保温1h，再加热至800℃保温2h；再进行淬火加热，加热温度为1150℃并保温1h，之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；
（5）将经过步骤（4）处理后的锻件进行微弧氧化处理，即加工得汽车冲压件模具。
所述微弧氧化处理是将锻件用砂纸打磨至光滑，用丙酮进行超声清洗后，将渗铝剂和锻件置于陶瓷坩埚内，高温加热至熔融，得到渗铝基材；选用双脉冲高压电源作为供压源，将渗铝基材悬挂于阳极，以不锈钢槽作为阴极，渗铝基材浸没于电解液，采用恒压模式进行微弧氧化处理，即得汽车冲压件模具。所述渗铝剂包括如下如下重量百分比的原料：Al203 粉70% 、Al 粉26%、Na3AlF6 4%。所述电解液为：硅酸钠30g/L、磷酸钠15g/L、钨酸钠5g/L和氟化钠3g/L组成。所述微弧氧化处理的工艺参数为：正电压400V 、正占空比20% 、频率400Hz。
实施例3
一种汽车冲压件模具，所述的汽车冲压件模具包含以下重量百分比原料：C：0.65%；Si：0.40%；Mn：0 .50%；Mo： 1.75%；V：0.35%；Bi:0.20%；Co：0.25%；W： 0.10%；Er：0.20%；Sr：0.15%；余量Fe。
本发明还提供汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照上述比例个原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；
（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭850℃进行退火处理；
（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1350℃，保温5h后冷却至1150℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以850℃进行完全退火处理；
（4）对锻件加热至在真空炉内预热至500℃保温2h，再加热至800℃保温2h；再进行淬火加热，加热温度为1150℃并保温1.5h，之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；
（5）将经过步骤（4）处理后的锻件进行微弧氧化处理，即加工得汽车冲压件模具。
所述微弧氧化处理是将锻件用砂纸打磨至光滑，用丙酮进行超声清洗后，将渗铝剂和锻件置于陶瓷坩埚内，高温加热至熔融，得到渗铝基材；选用双脉冲高压电源作为供压源，将渗铝基材悬挂于阳极，以不锈钢槽作为阴极，渗铝基材浸没于电解液，采用恒压模式进行微弧氧化处理，即得汽车冲压件模具。所述渗铝剂包括如下如下重量百分比的原料：Al203 粉65% 、Al 粉30%、Na3AlF6 5%。所述电解液为：硅酸钠20g/L、磷酸钠12g/L、钨酸钠10g/L和氟化钠5g/L组成。所述微弧氧化处理的工艺参数为：正电压400V 、正占空比15% 、频率300Hz。
实施例4
一种汽车冲压件模具，所述的汽车冲压件模具包含以下重量百分比原料：C：0.55%；Si：0.45%；Mn：0 .65%；Mo： 2.05%；V：0.38%；Bi:0.15%；Co：0.20%；W： 0.20%；Er：0.25%；Sr：0.20%；余量Fe。
本发明还提供汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照上述比例个原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；
（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭850℃进行退火处理；
（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1250℃，保温6h后冷却至1200℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以850℃进行完全退火处理；
（4）对锻件加热至在真空炉内预热至550℃保温1.5h，再加热至850℃保温1h；再进行淬火加热，加热温度为1050℃并保温2h，之后将锻件缓冷至约850℃进行球化退火处理；
（5）将经过步骤（4）处理后的锻件进行微弧氧化处理，即加工得汽车冲压件模具。
所述微弧氧化处理是将锻件用砂纸打磨至光滑，用丙酮进行超声清洗后，将渗铝剂和锻件置于陶瓷坩埚内，高温加热至熔融，得到渗铝基材；选用双脉冲高压电源作为供压源，将渗铝基材悬挂于阳极，以不锈钢槽作为阴极，渗铝基材浸没于电解液，采用恒压模式进行微弧氧化处理，即得汽车冲压件模具。所述渗铝剂包括如下如下重量百分比的原料：Al203 粉72% 、Al 粉25%、Na3AlF6 3%。所述电解液为：硅酸钠30g/L、磷酸钠15g/L、钨酸钠8g/L和氟化钠3g/L组成。所述微弧氧化处理的工艺参数为：正电压350V 、正占空比30% 、频率250Hz。
将上述实施例制得的汽车冲压件模具按照行业标准检测其性能，对比例为按照实施例的加工方法进行，不经过步骤（5）的微弧氧化处理，测试结果如表1所示。
表1:本发明汽车冲压件模具的性能测试结果
本发明制得的汽车冲压模具具有极高的纯净度和致密度、组织非常细微均匀，具有高硬度，极佳的抗热磨损性、抗热冲击性、抗热裂纹性能、热稳定性等等，满足产品批量大、形状结构复杂、表面质量要求高的高性能汽车冲压件之要求，市场前景广阔。
以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车冲压件模具，其特征在于：所述的汽车冲压件模具包含以下重量百分比原料：C：0.55～0 .75%；Si：0.35～0.45%；Mn：0 .45～0.75%；Mo： 1.5～2.2%；V：0.35～0.38%；Bi:0.15～0.25%；Co：0.15～0.25%；W： 0.10～0.20%；Er：0.15～0.25%；Sr：0.10～0.20%；余量Fe。
2.根据权利要求1所述一种汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照上述比例个原料，放入电弧炉内熔炼，精炼后再真空条件下浇注钢锭，钢锭冷却后以820-850℃进行退火去应力处理，制得电极坯；
（2）将电极坯置于电渣重熔在惰性气体保护下置于电渣重熔炉中进行电渣重熔处理得电渣锭；再将电渣锭820-850℃进行退火处理；
（3）将电渣锭放入高频感应熔炼炉中，加热至1250-1350℃，保温5-8h后冷却至1100-1200℃后进行多向锻造加工，锻制成模块，之后将锻件以820-850℃进行完全退火处理；
（4）对锻件加热至在真空炉内进行程序升温至1050-1150℃，之后将锻件缓冷至约850-870℃进行球化退火处理；
（5）将经过步骤（4）处理后的锻件进行微弧氧化处理，即加工得汽车冲压件模具。
3.根据权利要求2所述汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：所述微弧氧化处理是将锻件进行预处理后，将渗铝剂和锻件置于陶瓷坩埚内，高温加热至熔融，得到渗铝基材；选用双脉冲高压电源作为供压源，将渗铝基材悬挂于阳极，以不锈钢槽作为阴极，渗铝基材浸没于电解液，采用恒压模式进行微弧氧化处理，即得汽车冲压件模具。
4.根据权利要求3所述汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：所述渗铝剂包括如下如下重量百分比的原料：Al203 粉65-80% 、Al 粉15-30%、Na3AlF6 3-5%。
5.根据权利要求3所述汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：所述电解液为：硅酸钠20-30g/L、磷酸钠10-15g/L、钨酸钠5-10g/L和氟化钠3-5g/L组成。
6.根据权利要求3所述汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：所述微弧氧化处理的工艺参数为：正电压350~400V 、正占空比10 ~30% 、频率200~400Hz 。
7.根据权利要求2所述汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：步骤（4）所述程序升温是预热至500-600℃保温1 -2h，再加热至800-850℃保温1 .5-2h；再进行淬火加热，加热温度为1050-1150℃并保温1-2h。
8.根据权利要求3所述汽车冲压件模具的加工方法，其特征在于：所述锻件预处理是用砂纸打磨至光滑，用丙酮进行超声清洗。
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