CN111889990B - 一种抗热疲劳高性能热作模具钢及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及合金钢制造领域,公开了一种抗热疲劳高性能热作模具钢及其制造工艺,解决了现有的热作模具钢在使用过程中需要裁切容易造成成本浪费的技术问题,其包括截面为矩形的热作模具钢基体,所述热作模具钢基体沿竖直方向的两侧分别设为工作面和非工作面,所述非工作面的一侧开设有凹槽,所述凹槽内填充有填充块,所述填充块选用合金钢制成。本发明降低了热作模具钢的整体生产成本,从而有利于节约成本。

Description

一种抗热疲劳高性能热作模具钢及其制造工艺
技术领域
本发明涉及合金钢技术领域,特别是涉及一种抗热疲劳高性能热作模具钢及其制造工艺。
背景技术
热作模具钢是在较高温度下(一般高于500℃)使用的模具用钢,我国目前广泛应用的热作模具钢包括4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V以及应用于热锻模的5CrNiMo、5CrMnMo等。钨系的3Cr2W8V虽然具有较高的回火抗力和高的热强性,但其塑韧性、导热性以其热疲劳性能较差,5CrNiMo和5CrMnMo的热强性较差,容易造成模具工作部分的塌陷。
公开号为CN105274437A的中国专利公开了一种抗热疲劳高性能热作模具钢及其制造工艺,抗热疲劳高性能热作模具钢基体由下述质量百分比的组分组成:C0.15%~0.30%;Si0.00%~0.40%;Mn0.30%~1.00%;Cr3.50%~4.50%;Mo1.50%~2.00%;W0.20%~1.00%;V0.40%~0.80%;P0.00%~0.02%;S0.00%~0.02%;Nb0.00%~0.15%;其余为Fe。
但是由于这种抗热疲劳高性能热作模具钢由于生产模具钢基体为一个整体,使用者购买热作模具钢进行应用时,还需要对热作模具钢进行裁切成所需的形状,但是裁切过程后会造成资源的浪费,而热作模具钢基体的制作成本较高,这样容易造成资源和成本的浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种抗热疲劳高性能热作模具钢及其制造工艺,减少了生产过程中对热作模具钢基体整体的生产用料,有利于减少使用者在应用过程中对热作模具钢材料的浪费,有利于节约成本。
本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的:一种抗热疲劳高性能热作模具钢,包括截面为矩形的热作模具钢基体,所述热作模具钢基体沿竖直方向的两侧分别设为工作面和非工作面,所述非工作面的一侧开设有凹槽,所述凹槽内填充有填充块,所述填充块选用合金钢制成。
通过上述技术方案,热作模具钢基体内填充有由合金钢制成的填充块,填充块的填充设置,减少了对热作模具钢基体原材料的使用,从而减少了生产成本,有利于减少使用者在使用时对热作模具钢基体造成的浪费,有利于节约成本。
本发明进一步设置为:所述填充块在凹槽内背离工作面一侧的平面低于非工作面,所述凹槽内在填充块背离工作面的一侧固设有密封层,所述密封层将凹槽的槽口密封住,所述密封层由热作模具钢基体的原材料加工形成,所述密封层背离填充块的一侧与非工作面相齐平。
通过上述技术方案,采用与热作模具钢基体相同材料将凹槽的槽口密封,使得密封层和热作模具钢基体在填充块的外侧形成一个整体,有利于增强热作模具钢基体整体的结构强度。
本发明进一步设置为:所述热作模具钢基体的工作面上设有耐磨层。
通过上述技术方案,耐磨层的设置,有利于增强热作模具钢基体的工作面的耐磨性能,减少了热作模具钢基体在使用过程中发生磨损的可能,有利于延长热作模具钢基体的使用寿命。
本发明进一步设置为:所述耐磨层选用白口铸铁制成。
通过上述技术方案,白口铸铁组织中含有较多的游离渗碳体,具有很高的硬度,且具有良好的耐磨性,这样设置,有利于提高热作模具钢基体的耐磨性。
本发明的上述技术目的二是通过以下技术方案得以实现的:一种抗热疲劳高性能热作模具钢的制造工艺,包括以下工艺步骤:
制作热作模具钢基体:经过冶炼、高温扩散热处理、锻造热加工、锻后冷却、二次碳化物超细化热处理、等温球化退火处理以及淬火及回火热处理这七个工序加工得到截面为矩形的热作模具钢基体;
加工凹槽;将制作得到的热作模具钢基体沿竖直方向的两侧分别设为工作面和非工作面,接着通过铣床对热作模具钢基体的从非工作面一侧进行铣削,使得热作模具钢基体内形成凹槽,并对铣削下来的碎屑进行回收利用;
填充封口:将熔融状态的合金钢浇铸在凹槽内,待熔融状态的合金钢冷却后在凹槽内形成填充块,此时填充块填充在凹槽内,且填充块在凹槽内背离工作面一侧的平面低于非工作面;
密封凹槽槽口:继续在凹槽内浇筑熔融状态的热作模具钢基体原料,使得填充块与非工作面之间的间隙被填平,冷却30分钟后,形成密封层,再通过冲床对密封层进行冲压压平,使得密封层背离填充块的一侧与非工作面相齐平;
喷镀耐磨层:对经过冲床冲压加工的热作模具钢基体的工作面喷镀白口铸铁,在热作模具钢基体的工作面上形成耐磨层,得到热作模具钢产品。
通过上述技术方案,经过制作热作模具钢基体、加工凹槽、填充封口、密封凹槽槽口以及喷镀耐磨层这五个操作步骤对热作模具钢进行制造生产,在热作模具钢基体内填充上由合金钢制成的填充块,减少了生产成本,从而有利于减少了使用者在对热作模具钢基体使用时进行裁切而造成的浪费,有利于节约成本。
本发明进一步设置为:所述铣床包括工作台以及设置在工作台上方的铣削机构,所述工作台上设置有用于固定热作模具钢基体的夹持机构,所述夹持机构包括第一夹持块和第二夹持块,所述第一夹持块和第二夹持块均滑移设置在工作台上,所述工作台上在第一夹持块和第二夹持块相背离的一侧均设有第一气缸,两个所述第一气缸分别用于驱动第一夹持块和第二夹持块沿着工作台的宽度方向滑移,所述第一夹持块和第二夹持块分别抵触在热作模具钢基体沿长度方向的两侧。
通过上述技术方案,当需要对热作模具钢基体上的凹槽进行铣削时,通过第一夹持块和第二夹持块对热作模具钢基体进行夹持固定,然后通过铣削机构对热作模具钢基体进行铣削,并且在铣削过程中,第一气缸做伸缩运动,从而驱动热作模具钢基体沿着水平方向移动,从而便于铣削机构铣削出凹槽,操作简单便捷。
本发明进一步设置为:所述第一夹持块和第二夹持块相对的一侧均固接有挡块,所述挡块沿水平方向设置,且所述挡块朝向工作台的一侧与热作模具钢基体的非工作面相抵触。
通过上述技术方案,挡块的设置,在竖直方向对热作模具钢基体起到了限位的作用,减少了铣削过程中热作模具钢基体在竖直方向上发生振动的可能,有利于增强模具钢基体在工作台上的稳定性,从而有利于增强铣削的稳定性。
本发明进一步设置为:所述挡块朝向工作台的一侧固设有橡胶层。
通过上述技术方案,橡胶层具有弹性,当热作模具钢基体在挡块和工作台之间发生振动时,热作模具钢基体撞击到挡块上,橡胶层为挡块提供弹性缓冲力,有利于进一步增强对热作模具钢基体位置限定的稳定性。
本发明进一步设置为:所述铣削机构包括沿竖直方向固设在工作台上的支撑块,所述支撑块朝向工作台的一侧沿竖直方向滑移设有第一安装块,所述第一安装块沿水平方向设置,所述工作台上设有用于驱动第一安装块升降的第二气缸,所述第一安装块朝向工作台的一侧沿水平方向滑移设置有第二安装块,所述第一安装块上设有用于驱动第二安装块沿水平方向移动的第三气缸,所述第二安装块朝向工作台的一侧固设有伺服电机,所述伺服电机的输出端同轴连接有铣刀。
通过上述技术方案,在铣削过程中,伺服电机驱动铣刀旋转,第二气缸通过驱动第一安装块升降,从而驱动铣刀沿竖直方向移动,同时第三气缸通过驱动第二安装块沿水平方向移动,从而驱动铣刀沿水平方向移动,实现对凹槽的铣削成型,操作简单便捷。
本发明进一步设置为:所述工作台沿长度方向的两边均设置挡板,所述挡板沿竖直方向设置,所述工作台沿宽度方向的两边均固接有导料板,所述导料板朝向远离工作台的方向向下倾斜设置,地面上在导料板的下方设有接料盒。
通过上述技术方案,铣削过程中,挡板对铣削过程中产生的碎屑进行阻挡,减少了碎屑朝向四周迸溅的可能,并且碎屑可以沿着导料板滑移到接料盒内,便于对碎屑进行回收收集利用,有利于节约资源。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1.减少了对热作模具钢生产制造过程中对热作模具钢原料的使用量,从而有利于减少使用过程中对热作模具钢进行裁切而造成资源浪费的可能,从而有利于节约成本;
2.通过夹持机构和铣削机构配合移动,从而铣削出凹槽,操作简单便捷。
附图说明
图1是用于体现热作模具钢基体及其内部结构的结构示意图。
图2是用于体现铣床的整体结构示意图。
图3是用于体现铣床中夹持机构的结构示意图。
图4是图3中A部的放大图。
附图标记:1、热作模具钢基体;11、凹槽;12、填充块;13、密封层;14、耐磨层;15、工作面;16、非工作面;2、铣床;21、工作台;211、挡板;212、导料板;213、接料盒;22、夹持机构;221、第一夹持块;222、第二夹持块;223、第一气缸;224、挡块;2241、橡胶层;23、铣削机构;231、支撑块;232、第一安装块;233、第二气缸;234、第二安装块;2341、安装座;235、第三气缸;236、伺服电机;2361、铣刀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一:
参照图1,为本发明公开的一种抗热疲劳高性能热作模具钢,包括热作模具钢基体1,热作模具钢基体1的截面为矩形,模具钢基体由下述质量百分比的组分组成:C0.25%;Si0.30%;Mn0.60%;Cr4.00%;Mo1.80%;W0.60%;V0.50%;P0.000%~0.007%;S0.00%~0.003%;Nb0.15%;其余为Fe。
参照图1,热作模具钢基体1沿竖直方向的两侧分别设为工作面15和非工作面16,非工作面16的一侧开设有凹槽11,凹槽11的横截面呈矩形,凹槽11内填充有选用合金钢制成的填充块12,合金钢具有高强度、耐高温的性能且原材料成本比热作模具钢基体1的原材料制造成本低。填充块12在凹槽11内背离工作面15一侧的平面低于非工作面16,凹槽11内在填充块12背离工作面15的一侧设有密封层13,密封层13由热作模具钢基体1的原材料加工形成,密封层13与热作模具钢基体1连为一体,密封层13将凹槽11的槽口密封住,密封层13背离填充块12的一侧与非工作面16相齐平。由于使用者在使用热作模具钢时需要对热作模具钢进行裁切,容易造成浪费,因此在热作模具钢基体1内填充填充块12,有利于降低填充块12的生产成本,从而有利于减少使用过程中对热作模具钢原材料的生产成本的浪费,从而有利于节约成本。
参照图1,热作模具钢基体1的工作面15上喷镀有一层耐磨层14,耐磨层14选用白口铸铁制成,白口铸铁组织中含有较多的游离渗碳体,具有很高的硬度,且具有良好的耐磨性,这样设置,有利于提高热作模具钢基体1的耐磨性,耐磨层14的设置,有利于增强热作模具钢基体1的工作面15的耐磨性能,从而有利于增强热作模具钢基体1的使用寿命。
实施例二:
与实施例一不同的是,为本发明提供一种抗热疲劳高性能热作模具钢的制造工艺,包括以下工艺步骤:
制作热作模具钢基体1:经过冶炼、高温扩散热处理、锻造热加工、锻后冷却、二次碳化物超细化热处理、等温球化退火处理以及淬火及回火热处理这七个工序加工得到截面为矩形的热作模具钢基体1,热作模具钢基体1由下述质量百分比的组分组成:C0.30%,Si0.30%,Mn0.60%,Cr4.00%,Mo1.80%,W0.70%,V0.50%,P0.003%,S0.01%,Nb0.12%;其余为Fe;
制作热作模具钢基体1的工艺步骤中具体包括以下七个工序:
工序A.冶炼:按上述的组分组成在电弧炉中进行熔炼,熔炼温度大于1500℃,浇铸成Ф400mm~Ф450mm钢锭并空冷;将浇铸后的钢锭作为自耗电极放置于电渣重熔装置中,进行电渣重熔,化渣电压56~62V,电流3000~5000A,电制度电压57~59V,电流11000~12000A,封顶电压57~59V,持续35~50分钟,电渣重熔成1000Kg~15000Kg钢锭;
工序B.高温扩散热处理:将电渣重熔后的钢锭加热至1240℃~1260℃进行高温扩散热处理,保温15小时,均匀组织,改善合金成分偏析和消除液析碳化物;
工序C.锻造热加工:将上述高温扩散热处理的钢锭降温至1150~1250℃温度范围内进行多向锻造加工,采用两镦两拔锻造方式,锻造压缩比≥3,总锻比≥6,终锻温度≥900℃;
工序D.锻后冷却:锻造热加工以后采用控制冷却,保证钢锭以一定的冷速快速冷却,至温度降低到200℃以下装退火加热炉;
工序E.二次碳化物超细化热处理:将冷却后的钢锭再次加热,加热温度为1100℃,保温10小时,然后快冷(油冷或水冷)至250℃以下,再送退火炉;
工序F.等温球化退火处理:退火炉第一阶段等温退火温度为830~850℃,第一阶段退火时间为6小时,退火炉第二阶段等温退火温度为730~750℃,第二阶段退火时间为10小时,随后随炉冷却至室温;
工序G.淬火及回火热处理:将等温球化退火处理过的钢锭淬火,淬火温度为1020℃,采用油淬,在600℃进行两次回火,每次回火2小时。
加工凹槽11;将制作得到的热作模具钢基体1沿竖直方向的两侧分别设为工作面15和非工作面16,接着通过铣床2对热作模具钢基体1的从非工作面16一侧进行铣削,使得热作模具钢基体1内形成凹槽11,并对铣削下来的碎屑进行回收利用;
参照图2,铣床2包括工作台21,以及设置工作台21上方的铣削机构23和用于固定热作模具钢基体1的夹持机构22。铣削机构23包括支撑块231,支撑块231沿竖直方向设置并粘接在工作台21上,支撑块231朝向工作台21的一侧沿竖直方向滑移设有第一安装块232,第一安装块232沿水平方向设置,工作台21上设有用于驱动第一安装块232升降的第二气缸233,第二气缸233的伸缩杆与第一安装块232粘接固定。
参照图2,第一安装块232朝向工作台21的一侧沿水平方向滑移设置有第二安装块234,第二安装块234沿水平方向设置,第一安装块232朝向第二安装块234的一侧垂直粘接有安装座2341,安装座2341朝向第二安装块234的一侧沿长度方向固设有第三气缸235,第三气缸235的输出端与第二安装块234粘接固定,第二安装块234朝向工作台21的一侧固设有伺服电机236,伺服电机236的输出端同轴连接有铣刀2361。工作时,伺服电机236控制铣刀2361进行旋转,并通过第二气缸233控制铣刀2361沿竖直方向升降,通过第三气缸235控制铣刀2361沿水平方向移动,从而达到铣削的效果。
参照图3和图4,夹持机构22包括第一夹持块221和第二夹持块222,第一夹持块221和第二夹持块222均沿水平方向滑移设置在工作台21上,工作台21上在第一夹持块221和第二夹持块222相背离的一侧均设有第一气缸223,两个第一气缸223的输出端分别粘接固定在第一夹持块221和第二夹持块222相背离的一侧。第一夹持块221和第二夹持块222相对的一侧均粘接有挡块224,挡块224沿水平方向设置,且挡块224朝向工作台21的一侧粘接有一层橡胶层2241。
参照图3和图4,铣削之前,操作者将热作模具钢基体1放置在第一夹持块221和第二夹持块222之间,并且使得热作模具钢基体1的非工作面16朝上放置,接着通过两个第一气缸223驱动第一夹持块221和第二夹持块222相对着移动,直至第一夹持块221和第二夹持块222分别抵触在热作模具钢基体1的两侧,从而将热作模具钢基体1夹持固定住,此时挡块224朝向工作台21的一侧与热作模具钢基体1的非工作面16相抵触,此时第一夹持块221和第二夹持块222对热作模具钢基体1沿水平方向进行限制,挡块224对热作模具钢基体1沿竖直方向进行限制。在夹持固定的过程中,两个第一气缸223分别驱动驱动第一夹持块221和第二夹持块222沿着工作台21的宽度方向滑移,从而驱动热作模具钢基体1沿着工作台21的宽度方向移动,与此同时,铣刀2361在水平方向上沿工作台21的长度方向移动,从而铣削出截面为矩形的凹槽11。
参照图2,工作台21沿长度方向的两边均粘接有一块挡板211,挡板211沿竖直方向设置且与工作台21保持垂直,工作台21沿宽度方向的两边均粘接有导料板212,导料板212朝向远离工作台21的方向向下倾斜设置,地面上在导料板212的下方均放置有一个接料盒213。挡板211的设置,可以对铣削过程中产生的产生的碎屑起到阻挡作用,减少了碎屑朝向四周迸溅的可能,当碎屑在工作台21上堆积的较多时,操作者可以将堆积在工作台21上的碎屑推移到导料板212上,此时碎屑可以沿着导料板212滑移落到接料盒213内,从而便于将碎屑收集起来回收利用。
待凹槽11加工完成后,再进行下一步操作步骤;
填充封口:将熔融状态的合金钢浇铸在凹槽11内,待熔融状态的合金钢冷却后在凹槽11内形成填充块12,此时填充块12填充在凹槽11内,且填充块12在凹槽11内背离工作面15一侧的平面低于非工作面16;
密封凹槽11槽口:继续在凹槽11内浇筑熔融状态的热作模具钢基体1原料,使得填充块12与非工作面16之间的间隙被填平,冷却30分钟后,形成密封层13,再通过冲床对密封层13进行冲压压平,使得密封层13背离填充块12的一侧与非工作面16相齐平;
喷镀耐磨层14:通过纳米喷镀机对经过冲床冲压加工的热作模具钢基体1的工作面15喷镀白口铸铁,在热作模具钢基体1的工作面15上形成耐磨层14,得到热作模具钢产品。
工作原理:当需要对热作模具钢基体1进行凹槽11加工时,操作者先将热作模具钢基体1放置在工作台21上,并使得热作模具钢基体1位于第一夹持块221和第二夹持块222之间,接着第一气缸223驱动第一夹持块221和第二夹持块222朝向相对的方向移动,直至第一夹持块221和第二夹持块222分别抵触在热作模具钢基体1的两侧,此时第二气缸233驱动第一安装块232位置下降,伺服电机236驱动铣刀2361进行旋转,铣刀2361对热作模具钢基体1进行铣削,在铣刀2361铣削的过程中,第三气缸235驱动第二安装块234沿着第一安装块232的水平方向移动,使得铣刀2361沿长度方向对热作模具钢基体1进行铣削,同时,两个第一气缸223的输出端做方向相反的伸缩运动,使得热作模具钢基体1沿着工作台21的宽度方向移动,从而便于铣刀2361沿宽度方向对热作模具钢基体1进行铣削,从而铣削出截面为矩形的凹槽11。凹槽11加工完成后,两个第一气缸223分别驱动第一夹持块221和第二夹持块222朝向远离热作模具钢基体1的方向移动,然后操作者将热作模具钢基体1从工作台21上取下。然后依次对热作模具钢基体1进行填充封口、密封凹槽11槽口、喷镀耐磨层14的操作加工,从而得到热作模具钢产品。
实施例三:
与实施例二不同的是,为本发明提供一种抗热疲劳高性能热作模具钢的制造工艺,包括以下工艺步骤:
为本发明提供一种抗热疲劳高性能热作模具钢的制造工艺,包括以下工艺步骤:
制作热作模具钢基体1:经过冶炼、高温扩散热处理、锻造热加工、锻后冷却、二次碳化物超细化热处理、等温球化退火处理以及淬火及回火热处理这七个工序加工得到截面为矩形的热作模具钢基体1,热作模具钢基体1由下述质量百分比的组分组成:C0.25%,Si0.35%,Mn0.70%,Cr4.00%,Mo1.80%,W0.60%,V0.40%,P0.01%,S0.003%,Nb0.10%;其余为Fe。
制作热作模具钢基体1的工艺步骤中具体包括以下七个工序:
工序A.冶炼:按上述的组分组成在电弧炉中进行熔炼,熔炼温度大于1500℃,浇铸成Ф400mm~Ф450mm钢锭并空冷;将浇铸后的钢锭作为自耗电极放置于电渣重熔装置中,进行电渣重熔,化渣电压56~62V,电流3000~5000A,电制度电压57~59V,电流11000~12000A,封顶电压57~59V,持续35~50分钟,电渣重熔成1000Kg~15000Kg钢锭;
工序B.高温扩散热处理:将电渣重熔后的钢锭加热至1240℃~1260℃进行高温扩散热处理,保温15小时,均匀组织,改善合金成分偏析和消除液析碳化物;
工序C.锻造热加工:将上述高温扩散热处理的钢锭降温至1150~1250℃温度范围内进行多向锻造加工,采用两镦两拔锻造方式,锻造压缩比≥3,总锻比≥6,终锻温度≥900℃;
工序D.锻后冷却:锻造热加工以后采用控制冷却,保证钢锭以一定的冷速快速冷却,工序E.二次碳化物超细化热处理:将冷却后的钢锭再次加热,加热温度为1100℃,保温10小时,然后快冷(油冷或水冷)至250℃以下,再送退火炉;
工序F.等温球化退火处理:退火炉第一阶段等温退火温度为830~850℃,第一阶段退火时间为6小时,退火炉第二阶段等温退火温度为730~750℃,第二阶段退火时间为10小时,随后随炉冷却至室温;
工序G.淬火及回火热处理:将等温球化退火处理过的钢锭淬火,淬火温度为1020℃,采用油淬,在600℃进行两次回火,每次回火2小时。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种抗热疲劳高性能热作模具钢的制造工艺,其特征在于:抗热疲劳高性能热作模具钢,包括截面为矩形的热作模具钢基体(1),所述热作模具钢基体(1)沿竖直方向的两侧分别设为工作面(15)和非工作面(16),所述非工作面(16)的一侧开设有凹槽(11),所述凹槽(11)内填充有填充块(12),所述填充块(12)选用合金钢制成;所述填充块(12)在凹槽(11)内背离工作面(15)一侧的平面低于非工作面(16),所述凹槽(11)内在填充块(12)背离工作面(15)的一侧固设有密封层(13),所述密封层(13)将凹槽(11)的槽口密封住,所述密封层(13)由热作模具钢基体(1)的原材料加工形成,所述密封层(13)背离填充块(12)的一侧与非工作面(16)相齐平;所述热作模具钢基体(1)的工作面(15)上设有耐磨层(14);所述耐磨层(14)选用白口铸铁制成;包括以下工艺步骤:
制作热作模具钢基体(1):经过冶炼、高温扩散热处理、锻造热加工、锻后冷却、二次碳化物超细化热处理、等温球化退火处理以及淬火及回火热处理这七个工序加工得到截面为矩形的热作模具钢基体(1);
加工凹槽(11);将制作得到的热作模具钢基体(1)沿竖直方向的两侧分别设为工作面(15)和非工作面(16),接着通过铣床(2)对热作模具钢基体(1)的从非工作面(16)一侧进行铣削,使得热作模具钢基体(1)内形成凹槽(11),并对铣削下来的碎屑进行回收利用;
填充封口:将熔融状态的合金钢浇铸在凹槽(11)内,待熔融状态的合金钢冷却后在凹槽(11)内形成填充块(12),此时填充块(12)填充在凹槽(11)内,且填充块(12)在凹槽(11)内背离工作面(15)一侧的平面低于非工作面(16);
密封凹槽(11)槽口:继续在凹槽(11)内浇筑熔融状态的热作模具钢基体(1)原料,使得填充块(12)与非工作面(16)之间的间隙被填平,冷却30分钟后,形成密封层(13),再通过冲床对密封层(13)进行冲压压平,使得密封层(13)背离填充块(12)的一侧与非工作面(16)相齐平;
喷镀耐磨层(14):对经过冲床冲压加工的热作模具钢基体(1)的工作面(15)喷镀白口铸铁,在热作模具钢基体(1)的工作面(15)上形成耐磨层(14),得到热作模具钢产品;
所述铣床(2)包括工作台(21)以及设置在工作台(21)上方的铣削机构(23),所述工作台(21)上设置有用于固定热作模具钢基体(1)的夹持机构(22),所述夹持机构(22)包括第一夹持块(221)和第二夹持块(222),所述第一夹持块(221)和第二夹持块(222)均滑移设置在工作台(21)上,所述工作台(21)上在第一夹持块(221)和第二夹持块(222)相背离的一侧均设有第一气缸(223),两个所述第一气缸(223)分别用于驱动第一夹持块(221)和第二夹持块(222)沿着工作台(21)的宽度方向滑移,所述第一夹持块(221)和第二夹持块(222)分别抵触在热作模具钢基体(1)沿长度方向的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种抗热疲劳高性能热作模具钢的制造工艺,其特征在于:所述第一夹持块(221)和第二夹持块(222)相对的一侧均固接有挡块(224),所述挡块(224)沿水平方向设置,且所述挡块(224)朝向工作台(21)的一侧与热作模具钢基体(1)的非工作面(16)相抵触。
3.根据权利要求2所述的一种抗热疲劳高性能热作模具钢的制造工艺,其特征在于:所述挡块(224)朝向工作台(21)的一侧固设有橡胶层(2241)。
4.根据权利要求1所述的一种抗热疲劳高性能热作模具钢的制造工艺,其特征在于:所述铣削机构(23)包括沿竖直方向固设在工作台(21)上的支撑块(231),所述支撑块(231)朝向工作台(21)的一侧沿竖直方向滑移设有第一安装块(232),所述第一安装块(232)沿水平方向设置,所述工作台(21)上设有用于驱动第一安装块(232)升降的第二气缸(233),所述第一安装块(232)朝向工作台(21)的一侧沿水平方向滑移设置有第二安装块(234),所述第一安装块(232)上设有用于驱动第二安装块(234)沿水平方向移动的第三气缸(235),所述第二安装块(234)朝向工作台(21)的一侧固设有伺服电机(236),所述伺服电机(236)的输出端同轴连接有铣刀(2361)。
5.根据权利要求1所述的一种抗热疲劳高性能热作模具钢的制造工艺,其特征在于:所述工作台(21)沿长度方向的两边均设置挡板(211),所述挡板(211)沿竖直方向设置,所述工作台(21)沿宽度方向的两边均固接有导料板(212),所述导料板(212)朝向远离工作台(21)的方向向下倾斜设置,地面上在导料板(212)的下方设有接料盒(213)。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1278464A (zh) * 2000-05-09 2001-01-03 赵朝顺 白口铸铁浇补水轮机内外铸铁端盖的方法
DE10130549A1 (de) * 2001-06-25 2003-01-23 Jens Fricke Verfahren zur effizienten Herstellung verschleissbeständiger industrieller Werkzeuge
KR20090057802A (ko) * 2007-12-03 2009-06-08 재단법인 포항산업과학연구원 이층원심주조를 이용한 나프타크래커 튜브의 주조방법 및그 주조방법으로 제조되는 나프타크래커 튜브
CN101920329A (zh) * 2010-08-25 2010-12-22 华中科技大学 一种压铸模具型芯的加工制造方法
CN102581992A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 常熟市方园纺织器材厂 一种制作滚塑成型模具的方法
CN103009023A (zh) * 2012-12-28 2013-04-03 江苏大学 一种塑料成型模具的制造方法
CN104046915A (zh) * 2014-04-28 2014-09-17 如皋市宏茂重型锻压有限公司 大截面压铸用高性能热作模具钢及其制备工艺
CN106862534A (zh) * 2017-02-17 2017-06-20 丹阳恒庆复合材料科技有限公司 一种制造冶金结合双金属复合板工艺及设备
CN108714773A (zh) * 2018-05-25 2018-10-30 大连理工大学 异质金属冲压模具增材制造方法
CN209918963U (zh) * 2019-05-14 2020-01-10 叶泰新 一种电子产品生产用的铣床
CN210548333U (zh) * 2019-09-22 2020-05-19 昆山屹正新精密机械有限公司 一种卧式数控铣床光机

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1278464A (zh) * 2000-05-09 2001-01-03 赵朝顺 白口铸铁浇补水轮机内外铸铁端盖的方法
DE10130549A1 (de) * 2001-06-25 2003-01-23 Jens Fricke Verfahren zur effizienten Herstellung verschleissbeständiger industrieller Werkzeuge
KR20090057802A (ko) * 2007-12-03 2009-06-08 재단법인 포항산업과학연구원 이층원심주조를 이용한 나프타크래커 튜브의 주조방법 및그 주조방법으로 제조되는 나프타크래커 튜브
CN101920329A (zh) * 2010-08-25 2010-12-22 华中科技大学 一种压铸模具型芯的加工制造方法
CN102581992A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 常熟市方园纺织器材厂 一种制作滚塑成型模具的方法
CN103009023A (zh) * 2012-12-28 2013-04-03 江苏大学 一种塑料成型模具的制造方法
CN104046915A (zh) * 2014-04-28 2014-09-17 如皋市宏茂重型锻压有限公司 大截面压铸用高性能热作模具钢及其制备工艺
CN106862534A (zh) * 2017-02-17 2017-06-20 丹阳恒庆复合材料科技有限公司 一种制造冶金结合双金属复合板工艺及设备
CN108714773A (zh) * 2018-05-25 2018-10-30 大连理工大学 异质金属冲压模具增材制造方法
CN209918963U (zh) * 2019-05-14 2020-01-10 叶泰新 一种电子产品生产用的铣床
CN210548333U (zh) * 2019-09-22 2020-05-19 昆山屹正新精密机械有限公司 一种卧式数控铣床光机

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