CN110317930A - 一种汽车模具表面强化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车模具表面强化处理方法，该汽车模具表面强化处理方法包括以下步骤：将汽车模具材料进行粗加工处理，粗加工时留1‑3mm的加工余量，粗加工时，每刀的切削量不大于1mm；得到粗加工的汽车模具；将得到粗加工的汽车模具进行表面清洗，首先去除油渍，先用浓度为2.0‑4.0％碳酸钠碱醇溶液和去离子水中超声30‑45min，然后进行吹干待用，得到清洗后的粗加工汽车模具；本发明所述的一种汽车模具表面强化处理方法，通过回火去应力处理，使其汽车模具内部应力小、表面硬度高、具有很强的耐磨、耐腐蚀性，同时在汽车模具的表面镀上一层抗刮涂层，进一步提高汽车模具的抗刮能力，极大提高汽车模具的使用寿命，表面强化效果好，具有良好的使用前景。

Description

一种汽车模具表面强化处理方法
技术领域
本发明属于模具表面强化领域，特别涉及一种汽车模具表面强化处理方法。
背景技术
随着我国汽车模具产业的发展，也就对汽车模具的性能提出了越来越高的要求，而迅猛发展的中国汽车工业为国内的汽车模具带来了广阔的发展空间，汽车模具从狭义上讲就是冲制汽车车身上所有冲压件的模具的总称，也就是“汽车车身冲压模具”，例如，顶盖翻边模、横梁加强板压形模等；而现有汽车模具表面强化处理方法存在一定的弊端，目前现有技术中，汽车模具表面强化处理效果参差不齐，而模具作为精密加工设备，在不断的加工时，容易表面形成刮痕现象，或者在使用过程中可能会造成模具的工作表面磨损或拉毛现象，严重影响汽车零部件产品的质量，甚至造成汽车成型精密模具的报废，同时还会使得模具使用寿命缩短，为此，我们提出一种汽车模具表面强化处理方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种汽车模具表面强化处理方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
步骤一、将汽车模具材料进行粗加工处理，粗加工时留1-3mm的加工余量，粗加工时，每刀的切削量不大于1mm；得到粗加工的汽车模具；
步骤二、将得到粗加工的汽车模具进行表面清洗，首先去除油渍，先用浓度为2.0-4.0％碳酸钠碱醇溶液和去离子水中超声30-45min，然后进行吹干待用，得到清洗后的粗加工汽车模具；
步骤三、将得到清洗后的粗加工汽车模具进行表面打磨抛光处理，先用砂纸将汽车模具表面进行打磨，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，其次水洗、吹干；得到抛光后的汽车模具；
步骤四、将得到抛光后的汽车模具进行表面高温处理，将汽车模具放入正火炉内进行高温处理，其温度在700-900℃，保温100-120min，取出后再进行淬火处理，送入热处理炉中加热到600-800℃，并保温60-100min，当温度为700℃左右取出进行淬油，直至油温或者油冷，得到经高温处理的模具材料；
步骤五、将得到经高温处理的模具材料放入回火炉中回火去应力处理，将回火炉的温度设置为500-600℃，保温时间为60-120min，再将汽车模具冷却至常温，得到去应力后的汽车模具；
步骤六、将得到去应力后的汽车模具渗氮，将用离子渗氮设备对汽车模具进行离子渗氮，离子渗氮的渗氮温度为400-600℃，阴极和阳极之间距离为45-60mm，电流密度控制为1-4mA/cm2，电压为400-600V，时间为10-12h，得到渗氮后的汽车模具；
步骤七、将得到渗氮后的汽车模具进行精加工处理和超硬化处理，通过扩散法将金属碳化物覆盖在汽车模具的表面进行超硬化处理，得到精加工的超硬化的汽车模具；
步骤八、将得到的精加工的超硬化汽车模具进行镀膜，将汽车模具的表面镀上一层抗刮涂层，其次烘干抗刮涂层，即可完成汽车模具表面强化处理，得到处理后的汽车模具。
优选的，打磨处理时首先采用600目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，再采用1500目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，最后将模具在放置在100-120℃下进行烘干。
优选的，化学抛光试剂为物质的量之比为1:0.5的硝酸和冰醋酸的混合液体。
优选的，抗刮涂层包括防锈剂和耐磨涂料，且防锈剂和耐磨涂料的重量比为2:3。
优选的，化学抛光试剂中硝酸的浓度为0.5-3mol/L。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该汽车模具表面强化处理方法，通过高温处理和回火去应力处理，使其使其韧性程度高，在使用的过程中不会出现变形，同时内部应力小、表面硬度高、具有很强的耐磨、耐腐蚀性，大大的提高了汽车模具的使用寿命，同时在后续流程中增加了超硬化处理和汽车模具表面的镀膜处理，超硬化处理能够使得材料增加强度和性能，而镀膜处理有抗刮涂层的加入，进一步提高汽车模具的抗刮能力，使得产品品质提高，表面强化效果好。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明的一种汽车模具表面强化处理方法，制备时，首先将汽车模具材料进行粗加工处理，粗加工时留1-3mm的加工余量，粗加工时，每刀的切削量不大于1mm；得到粗加工的汽车模具；其目的是为了后续精加工处理作准备，在时间内对材料去除，为精加工准备工件形成初步的几何轮廓，而后将得到粗加工的汽车模具进行表面清洗，首先去除油渍，先用浓度为2.0-4.0％碳酸钠碱醇溶液和去离子水中超声30-45min，然后进行吹干待用，得到清洗后的粗加工汽车模具；其目的是为了提高汽车模具表面的活性物质，其次将得到清洗后的粗加工汽车模具进行表面打磨抛光处理，先用砂纸将汽车模具表面进行打磨，首先采用600目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，再采用1500目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，最后将汽车模具在放置在100-120℃下进行烘干，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，而化学抛光试剂为物质的量之比为1:0.5的硝酸和冰醋酸的混合液体，且硝酸的浓度为0.5-3mol/L，其次水洗、吹干；得到抛光后的汽车模具；其目的是让汽车模具表面不断形成钝化氧化膜和氧化膜不断溶解，而表面通过有规则溶解达到光亮平滑，同时还可以提高汽车模具的疲劳阻力和腐蚀阻力，进一步显示其表面强化的效果，而后将得到抛光后的汽车模具进行表面高温处理，将汽车模具放入正火炉内进行高温处理，其温度在700-900℃，保温100-120min，取出后再进行淬火处理，送入热处理炉中加热到600-800℃，并保温60-100min，当温度为700℃左右取出进行淬油，直至油温或者油冷，得到经高温处理的模具材料；其目的是为了使得经过高温反复处理来改变汽车模具的内部组织结构，从而其工艺性能、使用性能，同时为延长模具的使用寿命，提高产品质量，将得到经高温处理的模具材料放入回火炉中回火去应力处理，将回火炉的温度设置为500-600℃，保温时间为60-120min，再将汽车模具冷却至常温，得到去应力后的汽车模具；使得模具钢材经过回火处理后的的残余去应力小，可以杜绝和放止汽车模具在使用过程中出现裂痕或者磨损现象，进一步的对提高了汽车模具的硬度和耐磨性，最后将得到去应力后的汽车模具渗氮，将用离子渗氮设备对汽车模具进行离子渗氮，离子渗氮的渗氮温度为400-600℃，阴极和阳极之间距离为45-60mm，电流密度控制为1-4mA/cm2，电压为400-600V，时间为10-12h，得到渗氮后的汽车模具；进一步的加强汽车模具的耐磨性、表面硬度、疲劳极限和抗蚀能力，将得到渗氮后的汽车模具进行超硬化处理，通过扩散法将金属碳化物覆盖在汽车模具的表面进行超硬化处理，得到超硬化的汽车模具；将得到的超硬化汽车模具进行镀膜，将汽车模具的表面镀上一层抗刮涂层，而抗刮涂层包括防锈剂和耐磨涂料，且防锈剂和耐磨涂料的重量比为2:3，其次烘干抗刮涂层，抗刮涂层的加入，进一步提高汽车模具的抗刮能力，使其表面强化效果更佳，即可完成汽车模具表面强化处理，得到处理后的汽车模具。
实施例1
制备时，首先将汽车模具材料进行粗加工处理，粗加工时留1mm的加工余量，粗加工时，每刀的切削量不大于1mm；得到粗加工的汽车模具；而后将得到粗加工的汽车模具进行表面清洗，首先去除油渍，先用浓度为2.0％碳酸钠碱醇溶液和去离子水中超声30min，进行吹干待用，得到清洗后的粗加工汽车模具；再将得到清洗后的粗加工汽车模具进行表面打磨抛光处理，先用砂纸将汽车模具表面进行打磨，首先采用600目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，再采用1500目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，最后将汽车模具在放置在100℃下进行烘干，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，而化学抛光试剂为物质的量之比为1:0.5的硝酸和冰醋酸的混合液体，且硝酸的浓度为0.5mol/L，其次水洗、吹干；得到抛光后的汽车模具；将得到抛光后的汽车模具进行表面高温处理，将汽车模具放入正火炉内进行高温处理，其温度在700℃，保温100min，取出后再进行淬火处理，送入热处理炉中加热到700℃，并保温60min，当温度为700℃左右取出进行淬油，直至油温或者油冷，得到经高温处理的模具材料；将得到经高温处理的模具材料放入回火炉中回火去应力处理，将回火炉的温度设置为500℃，保温时间为60min，再将汽车模具冷却至常温，得到去应力后的汽车模具；将得到去应力后的汽车模具渗氮，将用离子渗氮设备对汽车模具进行离子渗氮，离子渗氮的渗氮温度为400℃，阴极和阳极之间距离为45mm，电流密度控制为1mA/cm2，电压为400V，时间为10h，得到渗氮后的汽车模具；将得到渗氮后的汽车模具进行超硬化处理，通过扩散法将金属碳化物覆盖在汽车模具的表面进行超硬化处理，得到超硬化的汽车模具；最后将得到的超硬化汽车模具进行镀膜，将汽车模具的表面镀上一层抗刮涂层，而抗刮涂层包括防锈剂和耐磨涂料，且防锈剂和耐磨涂料的重量比为2:3，其次烘干抗刮涂层，即可完成汽车模具表面强化处理；
经检测，汽车模具的表面硬度为HRC64，渗氮层的厚度为0.3mm，抗拉强度为10GPa，摩擦系数为0.4，弹性模量为150GPa。
实施例2
制备时，首先将汽车模具材料进行粗加工处理，粗加工时留3mm的加工余量，粗加工时，每刀的切削量不大于1mm；得到粗加工的汽车模具；而后将得到粗加工的汽车模具进行表面清洗，首先去除油渍，先用浓度为4.0％碳酸钠碱醇溶液和去离子水中超声45min，进行吹干待用，得到清洗后的粗加工汽车模具；再将得到清洗后的粗加工汽车模具进行表面打磨抛光处理，先用砂纸将汽车模具表面进行打磨，首先采用600目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，再采用1500目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，最后将汽车模具在放置在100℃下进行烘干，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，而化学抛光试剂为物质的量之比为1:0.5的硝酸和冰醋酸的混合液体，且硝酸的浓度为3mol/L，其次水洗、吹干；得到抛光后的汽车模具；将得到抛光后的汽车模具进行表面高温处理，将汽车模具放入正火炉内进行高温处理，其温度在900℃，保温120min，取出后再进行淬火处理，送入热处理炉中加热到800℃，并保温100min，当温度为700℃左右取出进行淬油，直至油温或者油冷，得到经高温处理的模具材料；将得到经高温处理的模具材料放入回火炉中回火去应力处理，将回火炉的温度设置为600℃，保温时间为120min，再将汽车模具冷却至常温，得到去应力后的汽车模具；将得到去应力后的汽车模具渗氮，将用离子渗氮设备对汽车模具进行离子渗氮，离子渗氮的渗氮温度为600℃，阴极和阳极之间距离为60mm，电流密度控制为4mA/cm2，电压为600V，时间为12h，得到渗氮后的汽车模具；将得到渗氮后的汽车模具进行超硬化处理，通过扩散法将金属碳化物覆盖在汽车模具的表面进行超硬化处理，得到超硬化的汽车模具；最后将得到的超硬化汽车模具进行镀膜，将汽车模具的表面镀上一层抗刮涂层，而抗刮涂层包括防锈剂和耐磨涂料，且防锈剂和耐磨涂料的重量比为2:3，其次烘干抗刮涂层，即可完成汽车模具表面强化处理；
经检测，汽车模具的表面硬度为HRC65，渗氮层的厚度为0.4mm，抗拉强度为15GPa，摩擦系数为0.45，弹性模量为155GPa。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种汽车模具表面强化处理方法，其特征在于，该汽车模具表面强化处理方法包括以下步骤：
步骤一、将汽车模具材料进行粗加工处理，粗加工时留1-3mm的加工余量，粗加工时，每刀的切削量不大于1mm；得到粗加工的汽车模具；
步骤二、将得到粗加工的汽车模具进行表面清洗，首先去除油渍，先用浓度为2.0-4.0％碳酸钠碱醇溶液和去离子水中超声30-45min，然后进行吹干待用，得到清洗后的粗加工汽车模具；
步骤三、将得到清洗后的粗加工汽车模具进行表面打磨抛光处理，先用砂纸将汽车模具表面进行打磨，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，其次水洗、吹干；得到抛光后的汽车模具；
步骤四、将得到抛光后的汽车模具进行表面高温处理，将汽车模具放入正火炉内进行高温处理，其温度在700-900℃，保温100-120min，取出后再进行淬火处理，送入热处理炉中加热到600-800℃，并保温60-100min，当温度为700℃左右取出进行淬油，直至油温或者油冷，得到经高温处理的模具材料；
步骤五、将得到经高温处理的模具材料放入回火炉中回火去应力处理，将回火炉的温度设置为500-600℃，保温时间为60-120min，再将汽车模具冷却至常温，得到去应力后的汽车模具；
步骤六、将得到去应力后的汽车模具渗氮，将用离子渗氮设备对汽车模具进行离子渗氮，离子渗氮的渗氮温度为400-600℃，阴极和阳极之间距离为45-60mm，电流密度控制为1-4mA/cm2，电压为400-600V，时间为10-12h，得到渗氮后的汽车模具；
步骤七、将得到渗氮后的汽车模具进行精加工处理和超硬化处理，通过扩散法将金属碳化物覆盖在汽车模具的表面进行超硬化处理，得到精加工的超硬化的汽车模具；
步骤八、将得到的超硬化汽车模具进行镀膜，将汽车模具的表面镀上一层抗刮涂层，其次烘干抗刮涂层，即可完成汽车模具表面强化处理，得到处理后的汽车模具。
2.根据权利要求1所述的一种汽车模具表面强化处理方法，其特征在于：打磨处理时首先采用600目的干磨砂纸对模具进行初次打磨，再采用1500目的干磨砂纸对模具进行再次打磨，打磨均匀后，最后将模具置于水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，最后将模具在放置在100-120℃下进行烘干。
3.根据权利要求1所述的一种汽车模具表面强化处理方法，其特征在于：化学抛光试剂为物质的量之比为1:0.5的硝酸和冰醋酸的混合液体。
4.根据权利要求1所述的一种汽车模具表面强化处理方法，其特征在于：抗刮涂层包括防锈剂和耐磨涂料，且防锈剂和耐磨涂料的重量比为2:3。
5.根据权利要求1所述的一种汽车模具表面强化处理方法的制备工艺，其特征在于：化学抛光试剂中硝酸的浓度为0.5-3mol/L。
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