CN110315301A - 一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，包括模具原料下料—锻打成型—回火—粗磨—模具表面喷焊—模具淬火—模具退火—磨具调质—精磨与抛光—模具检测工艺步骤，先确定好待加工的模具尺寸大小，选取T10A作为冲裁模用钢，通过改锻获得模块胚料进行制胚。在抛光设备上设置有油石抛光盘和超声波抛光机体能够在完成粗抛操作后继续完成精抛操作，不需要进行设备的更换，设置有凹型固定槽配合第一挤压螺杆和第二挤压螺杆能够在精抛的过程中对模具进行较好的固定，保证模具在精抛时的稳定性，在淬火炉中设置有状加热支架和底部加热管，解决了在淬火时不便于对模具底部进行加热的问题，加快了模具升温的速度，节省了淬火的时间。

Description

一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺

技术领域

本发明涉及模具加工工艺领域，具体涉及一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺。

背景技术

模具是一种外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，模具的种类多种多样，模具一般包括动模和定模两个部分，通过定模和动模的相互配合，能够完成对加工工件的成型和取出，定模和动模分开时能够取出制件，定模和动模合拢时使坯料注入模具型腔成形，模具的形状复杂，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度等等都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。

但是现有的模具加工工艺中也存在着一定的弊端，在模具淬火的过程中，模具放置在淬火炉内部的支架上，会导致模具的底部在加热时存在受热不均的情况，只能通过热量传导的方式来平衡模具的模身和其底部的温度，不能够对模具的底部进行加热，且在粗抛和精抛的步骤当中，粗抛之后需要更换设备对模具进行精抛，且在精抛的过程中没有一个对模具进行固定的较好的措施，这样会导致在精抛的过程当中出现误差，使得模具的质量受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，能够在粗抛之后继续完成精抛操作，无需更换设备，在精抛时能够对模具进行较好的固定，且在淬火的过程中能够对模具的底部进行加热，有效减少淬火时间。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，包括模具原料下料—锻打成型—回火—粗磨—模具表面喷焊—模具淬火—模具退火—磨具调质—精磨与抛光—模具检测工艺步骤，具体步骤如下：

(1)模具原料下料：先确定好待加工的模具尺寸大小，选取T10A作为冲裁模用钢，通过改锻获得模块胚料进行制胚，将选取好的模具制造材料放入到铸造炉中进行加热；

(2)锻打成型：取出在铸造炉中加热完毕的原材料，将其放置在锻打设备的锻打平台上进行锻打成型，使得模具初步成型；

(3)回火：将初步成型的模具浸至于低于临界温度环境一段时间后在回火炉内进行回火，初步成型的模具以一定的速率在空气中进行冷却；

(4)粗磨：对回火之后的成型的模具进行表面粗处理，利用打磨设备对成型的模具表面进行打磨，对成型模具表面的凸出部分进行磨平操作；

(5)模具表面喷焊：利用粉末对焊机在成型模具的表面进行粉末堆焊，利用铁镍合金作为焊丝，在成型模具表面进行等离子弧熔化；

(6)模具淬火：堆焊后的成型模具放入到淬火炉中，加热到临界温度，进行初步的淬火处理，将模具放入到加热炉中进行加热，并保温一段时间；

(7)模具退火：淬火处理后的模具取出，放入到退火炉中，进行初次的退火处理；

(8)模具调质：将退火后的成型模具放入到调质处理炉当中，将成型模具加热到352℃～603℃之间进行再次的淬火和退火操作；

(9)精磨与抛光：利用打磨设备对成型模具的表面进行打磨，利用抛光设备对成型模具进行粗抛和精抛操作，粗抛去除0.01mm左右的余量，精抛将模具表面粗糙度控制在Ra0.01μm以下；

(10)模具检测：利用模具检测仪对抛光后的模具进行性能检测，利用相位扫描干涉技术测量模具表面轮廓、粗糙度、台阶高度和其他表面参数，判断模具是否合格，若合格，进入到下一步的包装工序，若不合格，对模具再次进行加工。

进一步，步骤(9)所述的抛光设备包括主机箱，所述主机箱的下端四个拐角位置各设置有一个万向轮，且主机箱的上端一侧设置有超声波抛光机体，所述超声波抛光机体的前端一侧设置有连接线束，所述连接线束的一个接头连接有超声换能器，且超声换能器的下端表面安装有振动研磨头，所述主机箱的上端中间位置开设有凹型固定槽，且凹型固定槽的两侧面贯穿主机箱的内部分别设置有第一挤压螺杆和第二挤压螺杆，所述主机箱的上端另一侧设置有油石抛光盘，且主机箱的前端一侧设置有箱门。

进一步，步骤(6)所述的淬火炉包括淬火炉体，所述淬火炉体的下端表面安装有支撑脚，且淬火炉体的前端中部开设有淬火槽，所述淬火槽的两侧内壁均安装有电热管，且淬火槽的两侧内壁之间安装有网状加热支架和底部加热管，且网状加热支架和底部加热管呈平行状设置，所述淬火炉体的前端靠淬火槽的两侧均开设有滑槽，且两组滑槽的前端连接有推拉门，所述推拉门的前端嵌入安装有观察窗，所述淬火炉体的一侧表面靠上部连接有电控箱。

进一步，所述主机箱的内部底端一侧设置有电机，电机的位置与箱门的位置前后对应，电机的上端与油石抛光盘的底端连接有连接轴。

进一步，所述超声波抛光机体的前端一侧设置有显示屏，且超声波抛光机体的内部设置有超声波发生器。

进一步，步所述的第一挤压螺杆和第二挤压螺杆的一端均设置有挤压块，且第一挤压螺杆和第二挤压螺杆的另一端均设置有转杆，所述第一挤压螺杆和第二挤压螺杆均通过连接螺纹与主机箱的内部啮合。

进一步，所述的网状加热支架的下端表面与淬火炉体两侧内表面之间对称各设置有一个支撑斜杆，且网状加热支架包括有若干组直径大小相同的圆形通孔。

进一步，所述的电热管的加热温度范围为350℃～1200℃之间，且电热管和底部加热管的集成线路均与电控箱连接。

进一步，所述的支撑脚之间设置有加固横杆，且支撑脚的下端表面设置有一层橡胶底垫，增大与接触面的摩擦力。

进一步，步骤(3)所述的回火炉内的温度范围为505℃-655℃之间，回火后的模具硬度在28～38HRC之间。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明在对模具进行粗抛步骤之后，不需要更换再对模具进行精抛，模具的粗抛和精抛都能够在同一设备上完成，且在模具精抛的步骤当中，能够对模具的位置进行固定，能够有效的避免模具在精抛的过程中发生移动导致精抛出现误差从而对模具质量造成影响的情况出现，且在模具淬火时，在淬火炉的底部设置有底部加热管，配合网状加热支架，能够解决在淬火步骤当中不能够对模具底部进行加热的问题，有效的夹块的模具升温的速度，减少了模具加热淬火的时间，相对于普通的淬火操作更加的实用，淬火效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺流程图。

图2为本发明一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺中抛光设备的结构示意图。

图3为本发明一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺中淬火炉的结构示意图。

图2-3附图标注：1、主机箱；2、万向轮；3、超声波抛光机体；4、连接线束；5、超声换能器；6、振动研磨头；7、凹型固定槽；8、第一挤压螺杆；9、第二挤压螺杆；10、油石抛光盘；11、箱门；12、淬火炉体；13、支撑脚；14、淬火槽；15、电热管；16、网状加热支架；17、底部加热管；18、滑槽；19、推拉门；20、观察窗；21、电控箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，包括模具原料下料—锻打成型—回火—粗磨—模具表面喷焊—模具淬火—模具退火—磨具调质—精磨与抛光—模具检测工艺步骤，具体步骤如下；

(1)模具原料下料：先确定好待加工的模具尺寸大小，选取T10A作为冲裁模用钢，通过改锻获得模块胚料进行制胚，将选取好的模具制造材料放入到铸造炉中进行加热；

(2)锻打成型：取出在铸造炉中加热完毕的原材料，将其放置在锻打设备的锻打平台上进行锻打成型，使得模具初步成型；

(3)回火：将初步成型的模具浸至于低于临界温度环境一段时间后在回火炉内进行回火，初步成型的模具以一定的速率在空气中进行冷却；

(4)粗磨：对回火之后的成型的模具进行表面粗处理，利用打磨设备对成型的模具表面进行打磨，对成型模具表面的凸出部分进行磨平操作；

(5)模具表面喷焊：利用粉末对焊机在成型模具的表面进行粉末堆焊，利用铁镍合金作为焊丝，在成型模具表面进行等离子弧熔化；

(6)模具淬火：堆焊后的成型模具放入到淬火炉中，加热到临界温度，进行初步的淬火处理，将模具放入到加热炉中进行加热，并保温一段时间；

(7)模具退火：淬火处理后的模具取出，放入到退火炉中，进行初次的退火处理；

(8)模具调质：将退火后的成型模具放入到调质处理炉当中，将成型模具加热到352℃～603℃之间进行再次的淬火和退火操作；

(9)精磨与抛光：利用打磨设备对成型模具的表面进行打磨，利用抛光设备对成型模具进行粗抛和精抛操作，粗抛去除0.01mm左右的余量，精抛将模具表面粗糙度控制在Ra0.01μm以下；

(10)模具检测：利用模具检测仪对抛光后的模具进行性能检测，利用相位扫描干涉技术测量模具表面轮廓、粗糙度、台阶高度和其他表面参数，判断模具是否合格，若合格，进入到下一步的包装工序，若不合格，对模具再次进行加工。

进一步，步骤(9)所述的抛光设备包括主机箱1，所述主机箱1的下端四个拐角位置各设置有一个万向轮2，且主机箱1的上端一侧设置有超声波抛光机体3，所述超声波抛光机体3的前端一侧设置有连接线束4，所述连接线束4的一个接头连接有超声换能器5，且超声换能器5的下端表面安装有振动研磨头6，所述主机箱1的上端中间位置开设有凹型固定槽7，且凹型固定槽7的两侧面贯穿主机箱1的内部分别设置有第一挤压螺杆8和第二挤压螺杆9，所述主机箱1的上端另一侧设置有油石抛光盘10，且主机箱1的前端一侧设置有箱门11。

进一步，步骤(6)所述的淬火炉包括淬火炉体12，所述淬火炉体12的下端表面安装有支撑脚13，且淬火炉体12的前端中部开设有淬火槽14，所述淬火槽14的两侧内壁均安装有电热管15，且淬火槽14的两侧内壁之间安装有网状加热支架16和底部加热管17，且网状加热支架16和底部加热管17呈平行状设置，所述淬火炉体12的前端靠淬火槽14的两侧均开设有滑槽18，且两组滑槽18的前端连接有推拉门19，所述推拉门19的前端嵌入安装有观察窗20，所述淬火炉体12的一侧表面靠上部连接有电控箱21。

进一步，所述主机箱1的内部底端一侧设置有电机，电机的位置与箱门11的位置前后对应，电机的上端与油石抛光盘10的底端连接有连接轴，电机的轴承转动从而带动连接轴，由连接轴带动油石抛光盘10进行转动，将模具表面与油石抛光盘10接触，从而能够完成粗抛操作。

进一步，所述超声波抛光机体3的前端一侧设置有显示屏，且超声波抛光机体3的内部设置有超声波发生器，超声波发生器产生超声波电信号，从而供给至超声换能器5，使得超声换能器5将其转化成为机械能传导至振动研磨头6，使得振动研磨头6能够进行高速振动，以满足精抛的要求。

进一步，步所述的第一挤压螺杆8和第二挤压螺杆9的一端均设置有挤压块，且第一挤压螺杆8和第二挤压螺杆9的另一端均设置有转杆，所述第一挤压螺杆8和第二挤压螺杆9均通过连接螺纹与主机箱1的内部啮合，顺时针和逆时针转动转杆，可以带动第一挤压螺杆8和第二挤压螺杆9进行相对移动，使得两挤压块的距离能够得到调整，从而能够对模具进行固定，防止在精抛过程中模具的移动产生误差。

进一步，所述的网状加热支架16的下端表面与淬火炉体12两侧内表面之间对称各设置有一个支撑斜杆，且网状加热支架16包括有若干组直径大小相同的圆形通孔，支撑斜杆对网状加热支架16的底部进行支撑，增加网状加热支架16的稳定性，圆形通孔能够便于热量的传导，有助于模具底部的快速受热和升温。

进一步，所述的电热管15的加热温度范围为350℃～1200℃之间，且电热管15和底部加热管17的集成线路均与电控箱21连接，由电控箱21统一对电热管15和加热管17的开关进行控制。

进一步，所述的支撑脚13之间设置有加固横杆，且支撑脚13的下端表面设置有一层橡胶底垫，增大与接触面的摩擦力，加固横杆增加支撑脚13的稳定性。

进一步，步骤(3)所述的回火炉内的温度范围为505℃-655℃之间，回火后的模具硬度在28～38HRC之间。

本模具加工工艺中抛光设备的工作原理：万向轮2可以对抛光设备进行移动，通过主机箱1用于电机的安装，在电机外接电源之后，电机的轴承通过连接轴带动油石抛光盘10的转动，将待粗磨的磨具需要进行粗磨的面与油石抛光盘10的表面进行接触，从而进行粗磨操作，更换不同的接触面，从而完成对整个模具表面的粗磨操作，粗磨操作完成之后，将超声波抛光机体3外接电源，并通过其上面设置的开关将其打开，将待抛光的模具放置在凹型固定槽7内，手动转动第一挤压螺杆8和第二挤压螺杆9，使得第一挤压螺杆8和第二挤压螺杆9的一端设置的挤压块与模具表面进行接触，完成对模具的固定操作，用手握住超声换能器5的部位，连接线束4具有一定的长度，能够保证振动研磨头6的移动范围，超声换能器5将超声波抛光机体3所产生的超声波电信号转换成机械能并传导至振动研磨头6，振动研磨头6高速振动并对模具表面进行冲击，从而对磨具表面进行抛光，使得模具表面达到镜面效果，更换不筒的模具打抛面，重复第一挤压螺杆8和第二挤压螺杆9的固定步骤，从而完成对模具表面的精抛工作，该抛光设备将粗抛装置和精抛装置合为一体，且在模具抛光的过程中能够对模具进行较好的固定，具有较好的使用效果。

本模具加工工艺中淬火炉的工作原理：通过推动推拉门19上的把手，使得推拉门19沿着滑槽18向上推进，将待淬火的模具放置在网状加热支架16的上端，将推拉门19下拉并关闭，外接电源给电控箱21供电，通过电控箱21上的开关来控制淬火槽14内部的电热管15和底部加热管17的开关，电热管15和底部加热管17打开，电热管15和底部加热管17的温度开始升高，从而带动淬火槽14内部的内部温度上升，模具开始吸收淬火14内部的热量，并进行热量传导，模具温度开始上升，底部加热管17负责对模具的底部进行加热，能够有效的放置模具在淬火时底部受热不均匀，避免了底部不能加热，通过热传导需要加热的时间较长的问题，网状加热支架16上开设有很多的通孔，因此底部加热管16所产生的热量能够通过这些通孔快速的传导至模具的底部，有效的缩短了模具加热的时间，通过在观察窗20外部观察，可以看到淬火槽14内部的加热情况，当模具加热到一定的时间后，通过电控箱21关闭电源，使电热管15和底部加热管17停止发热，待模具自然冷却结束之后，打开推拉门19，将模具取出，至此，整个淬火操作完成。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：包括模具原料下料—锻打成型—回火—粗磨—模具表面喷焊—模具淬火—模具退火—磨具调质—精磨与抛光—模具检测工艺步骤，具体步骤如下：

(1)模具原料下料：先确定好待加工的模具尺寸大小，选取T10A作为冲裁模用钢，通过改锻获得模块胚料进行制胚，将选取好的模具制造材料放入到铸造炉中进行加热；

(2)锻打成型：取出在铸造炉中加热完毕的原材料，将其放置在锻打设备的锻打平台上进行锻打成型，使得模具初步成型；

(3)回火：将初步成型的模具浸至于低于临界温度环境一段时间后在回火炉内进行回火，初步成型的模具以一定的速率在空气中进行冷却；

(4)粗磨：对回火之后的成型的模具进行表面粗处理，利用打磨设备对成型的模具表面进行打磨，对成型模具表面的凸出部分进行磨平操作；

(5)模具表面喷焊：利用粉末对焊机在成型模具的表面进行粉末堆焊，利用铁镍合金作为焊丝，在成型模具表面进行等离子弧熔化；

(6)模具淬火：堆焊后的成型模具放入到淬火炉中，加热到临界温度，进行初步的淬火处理，将模具放入到加热炉中进行加热，并保温一段时间；

(7)模具退火：淬火处理后的模具取出，放入到退火炉中，进行初次的退火处理；

(8)模具调质：将退火后的成型模具放入到调质处理炉当中，将成型模具加热到352℃～603℃之间进行再次的淬火和退火操作；

(9)精磨与抛光：利用打磨设备对成型模具的表面进行打磨，利用抛光设备对成型模具进行粗抛和精抛操作，粗抛去除0.01mm左右的余量，精抛将模具表面粗糙度控制在Ra0.01μm以下；

(10)模具检测：利用模具检测仪对抛光后的模具进行性能检测，利用相位扫描干涉技术测量模具表面轮廓、粗糙度、台阶高度和其他表面参数，判断模具是否合格，若合格，进入到下一步的包装工序，若不合格，对模具再次进行加工。

2.根据权利要求1所述的一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：步骤(9)所述的抛光设备包括主机箱(1)，所述主机箱(1)的下端四个拐角位置各设置有一个万向轮(2)，且主机箱(1)的上端一侧设置有超声波抛光机体(3)，所述超声波抛光机体(3)的前端一侧设置有连接线束(4)，所述连接线束(4)的一个接头连接有超声换能器(5)，且超声换能器(5)的下端表面安装有振动研磨头(6)，所述主机箱(1)的上端中间位置开设有凹型固定槽(7)，且凹型固定槽(7)的两侧面贯穿主机箱(1)的内部分别设置有第一挤压螺杆(8)和第二挤压螺杆(9)，所述主机箱(1)的上端另一侧设置有油石抛光盘(10)，且主机箱(1)的前端一侧设置有箱门(11)。

3.根据权利要求1所述的一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：步骤(6)所述的淬火炉包括淬火炉体(12)，所述淬火炉体(12)的下端表面安装有支撑脚(13)，且淬火炉体(12)的前端中部开设有淬火槽(14)，所述淬火槽(14)的两侧内壁均安装有电热管(15)，且淬火槽(14)的两侧内壁之间安装有网状加热支架(16)和底部加热管(17)，且网状加热支架(16)和底部加热管(17)呈平行状设置，所述淬火炉体(12)的前端靠淬火槽(14)的两侧均开设有滑槽(18)，且两组滑槽(18)的前端连接有推拉门(19)，所述推拉门(19)的前端嵌入安装有观察窗(20)，所述淬火炉体(12)的一侧表面靠上部连接有电控箱(21)。

4.根据权利要求2所述的一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：所述主机箱(1)的内部底端一侧设置有电机，电机的位置与箱门(11)的位置前后对应，电机的上端与油石抛光盘(10)的底端连接有连接轴。

5.根据权利要求2所述的一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：所述超声波抛光机体(3)的前端一侧设置有显示屏，且超声波抛光机体(3)的内部设置有超声波发生器。

6.根据权利要求2所述的一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：所述的第一挤压螺杆(8)和第二挤压螺杆(9)的一端均设置有挤压块，且第一挤压螺杆(8)和第二挤压螺杆(9)的另一端均设置有转杆，所述第一挤压螺杆(8)和第二挤压螺杆(9)均通过连接螺纹与主机箱(1)的内部啮合。

7.根据权利要求3所述的一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：所述的网状加热支架(16)的下端表面与淬火炉体(12)两侧内表面之间对称各设置有一个支撑斜杆，且网状加热支架(16)包括有若干组直径大小相同的圆形通孔。

8.根据权利要求3所述的一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：所述的电热管(15)的加热温度范围为350℃～1200℃之间，且电热管(15)和底部加热管(17)的集成线路均与电控箱(21)连接。

9.根据权利要求3所述的一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：所述的支撑脚(13)之间设置有加固横杆，且支撑脚(13)的下端表面设置有一层橡胶底垫，增大与接触面的摩擦力。

10.根据权利要求1所述的一种铸铁镍合金喷涂模具加工工艺，其特征在于：步骤(3)所述的回火炉内的温度范围为505℃-655℃之间，回火后的模具硬度在28～38HRC之间。