CN110359039A - 一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,包括以下生产步骤;步骤一:结合所生产的零件设计冲压模具的CAD、UG等图纸;步骤二:将板料结合图纸进行粗加工;步骤三:将粗加工的板料进行热处理加工,而后对指定的零件和板料面进行激光熔覆工艺加工;步骤四:将热处理和激光熔覆处理后的板料进行精加工;步骤五:进行模具组装。该基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法采用了激光熔覆工艺,能通过激光对模具表面进行强化处理,改变模具表层的化学组织架构,增强其表面硬度,间接性增强其模具的耐磨性、抗腐蚀性、抗粘附性和疲劳抗力,提高模具的良好的力学性能,延长模具的使用寿命,节约开模费用。
Description
技术领域
本发明涉及汽车冲压模具技术领域,具体为一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法。
背景技术
由于与模具工业息息相关的制造业的迅猛发展,竞争的愈发激烈,因此,工业上对模具的使用年限和加工质量都提出了更高要求,工业上,常用的模具表面强化处理工艺有如下几种:化学热处理(如渗碳、碳氮共渗等)、表面复层处理(如堆焊、热喷涂、电火花表面强化、PVD和CVD等)、表面加工强化处理(如喷丸等),经过上述分析,如何更好的发展和灵活的应用表面强化处理技术是综合改善和提高模具自身性能的关键,众所周知,不论模具的作用如何,其主要依靠表面完成工作,因此,模具的表面受损,如热疲劳龟裂、崩刃和表面氧化腐蚀等,其完成工作的可能性就会大大降低,所谓模具失效就是指模具应用部分受到严重损害,发生破损现象,模具失效不能用常见的刃磨或抛磨等方法来修复,使其重新服役,由于模具在工作中不停的与其他材料摩擦接触,长期的交变应力使模具产生疲劳,进而模具的表面强度受到破坏,从而间接影响模具的使用寿命,磨损失效是模具最常见的表现形式,引起磨损失效的主要原因是,模具与被加工部件接触并且二者经过长时间摩擦,使模具表层受到磨损并且不断增大,因此其粗糙度值也随之增大,因而造成磨损失效,模具磨损失效后需要运用仪器重新抛光才能继续使其发挥作用,通过激光对模具表面进行强化处理,改变模具表层的化学组织架构,增强其表面硬度,这样就间接地增大了模具的耐磨性、抗腐蚀性、抗粘附性和疲劳抗力,模具一系列自身表面性能的提高,不仅可以连带提高被加工件的表面质量,延长模具的使用寿命,节约开模费用,而且降低了生产成本,缩短了生产工件的周期,提高了经济效益,因此,应用激光加工工艺的冲压件模具表面强化处理技术值得推广,项目针对汽车冲压件模具的使用寿命短、易疲劳的问题,采用激光熔凝的方法对模具进行强化,并使用正交设计的方法得出最佳的激光强化试验参数,制备出高性能的汽车冲压件模具,产品具有精度高、寿命长等优点,可以广泛应用于汽车冲压件模具的强化,具有广阔的市场前景。
针对上述问题,在原有基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,以解决上述背景技术中提出现有的冲压模具其表面强度较低的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,包括以下生产步骤;
步骤一:结合所生产的零件设计冲压模具的CAD、UG等图纸,同时在图纸中标出待激光熔覆工艺的位置和零件,并将图纸按工序进行区分;
步骤二:将板料结合图纸进行粗加工,初步加工让位,而后进行模板研磨,同时预留一定的加工余量;
步骤三:将粗加工的板料进行热处理加工,而后对指定的零件和板料面进行激光熔覆工艺加工;
步骤四:将热处理和激光熔覆处理后的板料进行精加工,而后进行倒角、去除毛刺作业,同时检查零件是否加工到位;
步骤五:进行模具组装,而后进行试模、调试模具,直至生产出合格的样品。
优选的,所述步骤一中设计的图纸,包含各零件的图纸,同时将待激光熔覆工艺的零件图纸注入说明。
优选的,所述步骤二中提及的加工余量为板件两面共留0.50mm余量,且粗加工为研磨加工作业,研磨板料表面可见凹痕和锈迹,并且板料采用热作模具钢材质。
优选的,所述步骤三中所提及的热处理包含了退火、正火、淬火、回火、调质、时效、冷处理、火焰加热表面淬火、渗碳、氮化和氮碳共渗等,且根据不同的位置的零件,不同作用的零件选择相对应的热处理工艺,同时可根据实际需求采用组合热处理工艺。
优选的,所述步骤三中所提及激光熔覆工艺具体操作方法如下:采用同步送粉料技术,在激光功率3700W、扫描速度30mm/min、电流180A、离焦量4mm、搭接率40%、频率5Hz、脉宽10ms、氩气流量10L/min、稳态磁场0.5T的条件下对热作模具钢板材和材料进行激光熔凝。
优选的,所述激光熔凝后的板料或零件进行淬火-抛光-淬火(QPQ)渗氮6小时处理,制得高强度汽车冲压件模具。
优选的,所述粉料其材料配方方面:选用钴基St6、镍基Ni45、Ni60AA三种自熔性粉末为覆层粉末材料,以表面包覆金属Co的碳化钨(WC-Co)和立方氮化硼(CBN-Co)为增强相,以纳米氧化镧和氧化铈为添加剂。
优选的,所述精加工方法为放电、放穿线孔,再线切割、割入块孔、刀口、落料等,再将板料送到铣床或CNC加工沉头、让位等,同时对板料和零件进行检查确认尺寸、检查各个地方是否加工到位、是否缺孔少孔、螺丝牙是否有漏掉等,如加工不到位则退回上工序重新加工。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法;
采用了激光熔覆工艺,能通过激光对模具表面进行强化处理,改变模具表层的化学组织架构,增强其表面硬度,间接性增强其模具的耐磨性、抗腐蚀性、抗粘附性和疲劳抗力,提高模具的良好的力学性能,模具一系列自身表面性能的提高,不仅可以连带提高被加工件的表面质量,延长模具的使用寿命,节约开模费用,而且降低了生产成本,缩短了生产工件的周期,提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法的生产流程示意图;
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案:一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,其特征在于,包括以下生产步骤;
步骤一:结合所生产的零件设计冲压模具的CAD、UG等图纸,同时在图纸中标出待激光熔覆工艺的位置和零件,并将图纸按工序进行区分;
步骤二:将板料结合图纸进行粗加工,初步加工让位,而后进行模板研磨,同时预留一定的加工余量;
步骤三:将粗加工的板料进行热处理加工,而后对指定的零件和板料面进行激光熔覆工艺加工;
步骤四:将热处理和激光熔覆处理后的板料进行精加工,而后进行倒角、去除毛刺作业,同时检查零件是否加工到位;
步骤五:进行模具组装,而后进行试模、调试模具,直至生产出合格的样品。
步骤一中设计的图纸,包含各零件的图纸,同时将待激光熔覆工艺的零件图纸注入说明,确保了后续工序的正常生产加工作业,同时特殊标记的设计,增加醒目效果。
步骤二中提及的加工余量为板件两面共留0.50mm余量,且粗加工为研磨加工作业,研磨板料表面可见凹痕和锈迹,并且板料采用热作模具钢材质,余量的设计,便于控制后续精加工的精度,保证工序的正常加工。
步骤三中所提及的热处理包含了退火、正火、淬火、回火、调质、时效、冷处理、火焰加热表面淬火、渗碳、氮化和氮碳共渗等,且根据不同的位置的零件,不同作用的零件选择相对应的热处理工艺,同时可根据实际需求采用组合热处理工艺,传统热处理工艺可对一些次要的零件或者板件进行热处理,保证工序的正常使用,且配合着激光熔覆工艺的使用,增加模具表面的强度,极大提高了模具的使用寿命。
步骤三中所提及激光熔覆工艺具体操作方法如下:采用同步送粉料技术,在激光功率3700W、扫描速度30mm/min、电流180A、离焦量4mm、搭接率40%、频率5Hz、脉宽10ms、氩气流量10L/min、稳态磁场0.5T的条件下对热作模具钢板材和材料进行激光熔凝,采用激光熔覆工艺,对模具表面进行强化处理,改变模具表层的化学组织架构,增强其表面硬度,这样就间接地增大了模具的耐磨性、抗腐蚀性、抗粘附性和疲劳抗力,模具一系列自身表面性能的提高,不仅可以连带提高被加工件的表面质量,延长模具的使用寿命,节约开模费用,而且降低了生产成本,缩短了生产工件的周期,提高了经济效益。
激光熔凝后的板料或零件进行淬火-抛光-淬火(QPQ)渗氮6小时处理,制得高强度汽车冲压件模具,进一步增加激光熔凝后表面的强度和力学性能,提高模具使用寿命。
粉料其材料配方方面:选用钴基St6、镍基Ni45、Ni60AA三种自熔性粉末为覆层粉末材料,以表面包覆金属Co的碳化钨(WC-Co)和立方氮化硼(CBN-Co)为增强相,以纳米氧化镧和氧化铈为添加剂,保证激光熔凝加工后期模具表面具有良好的力学性能。
精加工方法为放电、放穿线孔,再线切割、割入块孔、刀口、落料等,再将板料送到铣床或CNC加工沉头、让位等,同时对板料和零件进行检查确认尺寸、检查各个地方是否加工到位、是否缺孔少孔、螺丝牙是否有漏掉等,如加工不到位则退回上工序重新加工,保证模具的正常加工作业。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,其特征在于,包括以下生产步骤;
步骤一:结合所生产的零件设计冲压模具的CAD、UG等图纸,同时在图纸中标出待激光熔覆工艺的位置和零件,并将图纸按工序进行区分;
步骤二:将板料结合图纸进行粗加工,初步加工让位,而后进行模板研磨,同时预留一定的加工余量;
步骤三:将粗加工的板料进行热处理加工,而后对指定的零件和板料面进行激光熔覆工艺加工;
步骤四:将热处理和激光熔覆处理后的板料进行精加工,而后进行倒角、去除毛刺作业,同时检查零件是否加工到位;
步骤五:进行模具组装,而后进行试模、调试模具,直至生产出合格的样品。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,其特征在于:所述步骤一中设计的图纸,包含各零件的图纸,同时将待激光熔覆工艺的零件图纸注入说明。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,其特征在于:所述步骤二中提及的加工余量为板件两面共留0.50mm余量,且粗加工为研磨加工作业,研磨板料表面可见凹痕和锈迹,并且板料采用热作模具钢材质。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,其特征在于:所述步骤三中所提及的热处理包含了退火、正火、淬火、回火、调质、时效、冷处理、火焰加热表面淬火、渗碳、氮化和氮碳共渗等,且根据不同的位置的零件,不同作用的零件选择相对应的热处理工艺,同时可根据实际需求采用组合热处理工艺。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,其特征在于:所述步骤三中所提及激光熔覆工艺具体操作方法如下:采用同步送粉料技术,在激光功率3700W、扫描速度30mm/min、电流180A、离焦量4mm、搭接率40%、频率5Hz、脉宽10ms、氩气流量10L/min、稳态磁场0.5T的条件下对热作模具钢板材和材料进行激光熔凝。
6.根据权利要求5所述的一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,其特征在于:所述激光熔凝后的板料或零件进行淬火-抛光-淬火(QPQ)渗氮6小时处理,制得高强度汽车冲压件模具。
7.根据权利要求5所述的一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,其特征在于:所述粉料其材料配方方面:选用钴基St6、镍基Ni45、Ni60AA三种自熔性粉末为覆层粉末材料,以表面包覆金属Co的碳化钨(WC-Co)和立方氮化硼(CBN-Co)为增强相,以纳米氧化镧和氧化铈为添加剂。
8.根据权利要求1所述的一种基于激光熔炼强化技术的汽车冲压模具制作方法,其特征在于:所述精加工方法为放电、放穿线孔,再线切割、割入块孔、刀口、落料等,再将板料送到铣床或CNC加工沉头、让位等,同时对板料和零件进行检查确认尺寸、检查各个地方是否加工到位、是否缺孔少孔、螺丝牙是否有漏掉等,如加工不到位则退回上工序重新加工。
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