专利名称：用表面处理获得的拉伸、成型模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及模具技术领域，尤其是涉及用表面处理后获得的拉伸、成型模具。
背景技术：
现有的生产中，由于汽车结构件产品中大量采用高张力板材进行设计，在 现在或以前执行的工艺中，均按照正常的工艺路线和设计理念进行模具的设计、 制造、加工、调试、保养，无法对模具本身的表面质量进行控制，产品和生产 常常出现的问题主要体现在
1、 产品开裂、起铍现象明显；
2、 产品报废率大(达到12%左右)；
3、 生产节拍严重滞后；
4、 模具表面质量差；
5、 模具使用寿命严重不足，不能满足实际生产的需要，维修保养相当困难。 为了解决以上缺陷问题，传统的技术就是通过在模具的工件表面形成一层
高硬度的耐磨材料是提高工件耐磨，抗咬合，耐蚀等性能，从而提高其使用寿 命的有效而又经济的方法，传统的表面处理方法主要有物理气相沉积(PVD)， 物理化学气相沉积(PCVD)，化学气相沉积(CVD) , TD覆层处理等几种表面超硬化处理方法，其中PVD、 PCVD工艺温度低，变形较小，所形成的氮化钛覆层HV 可达2000左右，但由于这两种方法形成的氮化钛涂层与母体材料的结合力较差， 实际应用中，容易出现涂层的剥落，在使用条件较为苛刻的场合，如引伸类模 具，根本就无法达到满意的使用效果，甚至根本无效果。因此PVD，PCVD往往难 以发挥超硬化合物覆层的性能优势。高温CVD法形成的碳化钛覆层与TD覆层处 理获得的表面覆层硬度接近，并且高温CVD法和TD覆层处理的覆层与基体都是 冶金结合,具有PVD和PCVD无法比拟的膜基结合力，因此是目前最有效的表面 超硬化方法。相比而言，CVD覆层的运行成本较高，后续处理也比较麻烦，其应 用主要集中在硬质合金工件上，而TD覆层处理由于后续处理比较方便，因此既 可以用于钢铁材料，也可以用于硬质合金。此外，TD覆层处理技术在无须褪去 原先覆层的情况下，可以进行多次重复处理。但是传统的TD覆层处理技术中存 在以下缺陷1、只采用一次淬火，即将模具加热到高温在放入水中进行冷却淬 火，如此只经过一次淬火，当模具的表面硬度达不到要求时还需进行下一个步 骤，从而浪费能源；采用水冷，由于存在冷却速度过快，因此容易出现开裂等 缺陷；2、采用手工进行抛光，因此表面粗糙度大，模具工作过程容易划伤产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模具工作面硬度高、光洁度高，寿命长的用表 面处理获得的拉伸、成型模具。
本发明的目的通过以下技术方案来实现提供一种用表面处理获得的拉伸、 成型模具，其关键在于由下列步骤制得-
(1)预热，对模具的进行预热处理，可防止模具在突然受热的情况下膨胀
损坏；(2) —次分级淬火，将模具放入加热炉中加热，然后将加热后的模具放入 油中冷却，采用油冷，冷却速度较慢，因此模具不会存在冷却过快开裂等缺陷， 在淬火完成后，对模具进行检测，如果模具合格即可进行下一个步骤，如此可 防止不合格的模具进入下一个步骤，从而造成资源的浪费以及成本的增加；
(3) 二次分级淬火，将经步骤(2)处理后的模具放入加热炉中加热，并 在该加热过程中加入介质碳化物，然后将加热后的模具放入油中冷却，该介质 碳化物在高温下扩散作用于模具工作表面形成一层数微米至数十微米的金属碳 化物覆层，该覆层具有极高的硬度，HV可达3200左右，且与母体材料冶金结合。 实践证明，这种覆层具有极高的耐磨、抗咬合、耐蚀等性能，可提高工件寿命 数倍至数十倍，具有极高的使用价值；本步骤采用油冷，冷却速度较慢，因此 模具不会存在冷却过快开裂等缺陷；
(4) 回火，将经步骤(3)处理后的模具放入高温油中进行回火，采用高 温油进行回火，回火温度均匀，回火效果好，能够很好的消除淬火后模具存在 的应力；
(5) 抛光，对经步骤(4)处理后的模具的处理面进行激光抛光，经过抛 光使得模具的工作面更加光洁，工作过程中不会对产品表面造成划伤、拉伤等 表面缺陷，使得产品更加美观。
本发明的第一个优选方式是步骤(1)预热中的预热温度为600°C 650。C。本发明的第二个优选方式是步骤(2) —次分级淬火中模具的高温加热温
度为900°C 1050°C，模具在炉中的加热时间从预热至高温加热为每毫米l分 钟 2分钟，如此可避免加热温度高和加热时间长使得模具表面碳化，也同时避 免了加热温度低而淬火效果差。
本发明的第三个优选方式是步骤(3) 二次分级淬火中所述的碳化物为VC，
模具在炉中的加热温度为850'C 105(TC，模具加热时间从预热至高温加热为每 毫米1分钟 2分钟，如此可避免加热温度高和加热时间长使得模具表面碳化， 也同时避免了加热温度低而淬火效果差。
本发明的第四个优选方式是步骤(4)回火中的回火油温温度为200°C 280°C,回火时间为120分钟，如此回火效果好。
本发明的第五个优选方式是步骤(5)抛光中激光抛光后的表面粗糙度Ra 为0. 9 1.0Mm。
本发明的有益效果
1、 表面成分上，传统工艺一般采用渗TI、 N等，硬度不足；本发明采用渗
碳化物，硬度得到大的提高；
2、 方式上，传统工艺采用气体法，本发明采用盐浴；
3、 硬化层厚度，传统工艺达到2 5Rn，本发明工艺达到15Mm;
4、 表面硬度，传统工艺达到1200 1800HV，本发明工艺达到2800 3200HV;
5、 在耐磨上，传统工艺不耐磨，本发明工艺耐磨；
6、 寿命上，本发明表面处理后模具的寿命是传统工艺的15倍以上；
7、 后期工装的维修、保养成本上，本发明占有明显 势。
图l为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
详述本发明方法的工艺步骤。 本发明中模具在进行预热之前，应对模具的特征参数进行检测，当其工作 面表面硬度为HRC 63 67、渗透层为0. 3 0. 5Mra、表面粗糙度Ra为0. 9 1. 0Mm 时，即可进行预热，如此可避免不合格模具进入表面处理工作，浪费资源。 实施例1:
如图1所示，所示的用表面处理获得的拉伸、成型模具，由下列步骤制得
(1) 预热，对模具的进行预热处理，预热温度为60(TC;
(2) —次分级淬火，将模具放入加热炉中加热，然后将加热后的模具放入
油中冷却，其中模具的加热温度为90(TC，模具在炉中的加热时间从预热至高 温加热为每毫米1分钟；
(3) 二次分级淬火，将经步骤(2)处理后的模具放入加热炉中加热，并 在该加热炉加入介质碳化物，所述的碳化物为VC，然后将加热后的模具放入油 中冷却，模具在炉中的加热温度为85(TC，模具加热时间从预热至高温加热为每 毫米1分钟；
(4) 回火，将经步骤(3)处理后的模具放入高温油中进行回火，回火油 温温度为20(TC，回火时间为120分钟；
(5) 抛光，对经步骤(4)处理后的模具的处理面进行激光抛光，激光抛 光后的表面粗糙度Ra为0. 9Mm。实施例2:
如图1所示，所示的用表面处理获得的拉伸、成型模具，由下列步骤制得:
(1) 预热，对模具的进行预热处理，预热温度为625°C;
(2) —次分级淬火，将模具放入加热炉中加热，然后将加热后的模具放入 油中冷却，其中模具的加热温度为975°C，模具在炉中的加热时间从预热至高 温加热为每毫米1.5分钟；
(3) 二次分级淬火，将经步骤(2)处理后的模具放入加热炉中加热，并
在该加热炉加入介质碳化物，所述的碳化物为vc，然后将加热后的模具放入油
中冷却，模具在井式炉中的加热温度为95(TC，模具加热时间从预热至高温加热
为每毫米1. 5分钟；
(4) 回火，将经步骤(3)处理后的模具放入高温油中进行回火，回火油 温温度为240°C，回火时间为120分钟；
(5) 抛光，对经步骤(4)处理后的模具的处理面进行激光抛光，激光抛 光后的表面粗糙度Ra为0. 95Mm。
实施例3:
如图l所示，所示的用表面处理获得的拉伸、成型模具，由下列步骤制得
(1) 预热，对模具的进行预热处理，预热温度为65(TC;
(2) —次分级淬火，将模具放入加热炉中加热，然后将加热后的模具放入 油中冷却，其中模具的炉中加热温度为1050°C，模具在炉中的加热时间从预
热至高温加热为每毫米2分钟；(3) 二次分级淬火，将经步骤(2)处理后的模具放入加热炉中加热，并 加入介质碳化物，所述的碳化物为VC，然后将加热后的模具放入油中冷却，模 具工件在炉中的加热温度为1050°C，模具加热时间从预热至高温加热为每毫米 2分钟；
(4) 回火，将经步骤(3)处理后的模具放入高温油中进行回火，回火油 温温度为280°C，回火时间为120分钟；
(5) 抛光，对经步骤(4)处理后的模具的处理面进行激光抛光，激光抛 光后的表面粗糙度Ra为1. 0Mm。
权利要求
1、一种用表面处理获得的拉伸、成型模具，其特征在于由下列步骤制得(1)预热，对模具进行预热处理；(2)一次分级淬火，先将模具放入加热炉中，然后将加热后的模具放入油中冷却；(3)二次分级淬火，先将经步骤(2)处理后的模具放入加热炉中，并在该加热过程加入介质碳化物，然后将加热后的模具放入油中冷却；(4)回火，将经步骤(3)处理后的模具放入高温油中进行回火；(5)抛光，对经步骤(4)处理后的模具的处理面进行激光抛光。
2、 根据权利要求1所述的用表面处理获得的拉伸、成型模具，其特征在于: 步骤(1)预热中的预热温度为6(KTC 65(TC。
3、 根据权利要求1所述的用表面处理获得的拉伸、成型模具，其特征在于: 步骤(2) —次分级淬火中模具的高温加热温度为900°C 1050°C，模具在炉 中的加热时间从预热至高温加热为每毫米1分钟 2分钟。
4、 根据权利要求1所述的用表面处理获得的拉伸、成型模具，其特征在于: 步骤(3)二次分级淬火中所述的碳化物为VC，模具在炉中的加热温度为850°C 1050°C，模具加热时间从预热至高温加热为每毫米1分钟 2分钟。
5、 根据权利要求1所述的用表面处理获得的拉伸、成型模具，其特征在于: 步骤(4)回火中的回火油温温度为20(TC 28(TC，回火时间为120分钟。
6、 根据权利要求1所述的用表面处理获得的拉伸、成型模具，其特征在于: 步骤(5)抛光中激光抛光后的表面粗糙度Ra为0.9 1.0to。
全文摘要
本发明公开了一种用表面处理获得的拉伸、成型模具，由下列步骤制得预热、将模具加热放入油中冷却进行一次分级淬火、二次分级淬火即将模具放入加入介质碳化物的加热炉加热后再放入油中冷却、回火、激光抛光。该用表面处理获得的拉伸、成型模具工作面硬度高、光洁度高，寿命长。
文档编号B21D37/00GK101623737SQ20091010455
公开日2010年1月13日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者陈明友 申请人:重庆新源模具有限公司