CN112706004A

CN112706004A - 模具的加工方法

Info

Publication number: CN112706004A
Application number: CN202011531197.3A
Authority: CN
Inventors: 吕潇楠; 王富城; 汪冬冬
Original assignee: Zhejiang Jingu Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Jingu Co Ltd
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2021-04-27

Abstract

本发明提供了一种模具的加工方法，加工方法包括以下步骤：对模具的表面进行第一次处理后，再对模具进行热处理，经热处理后的模具继续进行第二次表面处理，完成第二次表面处理后的模具的表面进行第一次抛光处理；对经表面抛光处理后的模具的表面进行第一次清洗，以去除模具表面的残留物，再对模具进行自然风干，对自然风干后的模具进行渗氮处理并保持第一预设时间；经渗氮处理后的模具冷却后进行第二次抛光处理，对完成第二次抛光处理的模具进行表面镀膜处理。本发明解决了现有技术中的切刀类模具的结构强度不足，缩短了其使用寿命的问题。

Description

模具的加工方法

技术领域

本发明涉及表面处理方法技术领域，具体而言，涉及一种模具的加工方法。

背景技术

现有技术中，切刀类模具通常在完成精加工后直接投入使用，在切刀类模具的作业过程中，其工作面易磨损且需要操作人员对切刀类模具进行频繁维修，损坏程度较为严重时无法进行维修，只能报废，也就是说，现有的切刀类模具在完成精加工后直接投入使用无法确保其使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种模具的加工方法，以解决现有技术中的切刀类模具的结构强度不足，缩短了其使用寿命的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种模具的加工方法，加工方法包括以下步骤：对模具的表面进行第一次处理后，再对模具进行热处理，经热处理后的模具继续进行第二次表面处理，完成第二次表面处理后的模具的表面进行第一次抛光处理；对经表面抛光处理后的模具的表面进行第一次清洗，以去除模具表面的残留物，再对模具进行自然风干，对自然风干后的模具进行渗氮处理并保持第一预设时间；经渗氮处理后的模具冷却后进行第二次抛光处理，对完成第二次抛光处理的模具进行表面镀膜处理。

进一步地，渗氮处理包括以下步骤将自然风干后的模具放入真空氮化炉中，并向真空氮化炉内充入氢气和氩气，当真空氮化炉内的温度达到预设加热温度时，停止向真空氮化炉内充氢气和氩气，并向真空氮化炉内充入氮气并保持第一预设时间。

进一步地，在对模具进行渗氮处理作业时，真空氮化炉内的温度保持第一预设温度。

进一步地，完成渗氮处理作业后，停止加热真空氮化炉，以使模具随炉冷却，再对随炉冷却后的模具的表面进行第二次清洗。

进一步地，完成第二次清洗作业后的模具进行第二次抛光处理，第二次抛光处理包括以下步骤：先对模具进行沙皮纸进行预抛光处理，完成预抛光处理后再用羊毛轮进行抛光处理。

进一步地，表面镀膜处理方法包括以下步骤将完成第二次抛光处理的模具放入真空镀膜设备的容纳腔内，容纳腔内设置有TiN靶材，TiN靶材在电场的作用下形成离子状态并沉积在模具的表面上，以完成表面镀膜处理。

进一步地，在对模具进行表面镀膜处理时，容纳腔内的温度保持第二预设温度。

进一步地，热处理包括以下步骤将经表面预处理后的模具放入真空炉内，真空炉内的温度加热至第三预设温度并保持第二预设时间后，继续将真空炉内的温度加热至第四预设温度并保持第三预设时间后，继续将真空炉内的温度加热至第五预设温度；将真空炉内的温度降低至第六预设温度并进行回火处理。

进一步地，第六预设温度为T，其中，520℃≤T≤530℃。

进一步地，模具的加工方法还包括以下步骤在完成模具的表面镀膜处理后，对模具的工作面进行打磨处理。

应用本发明的技术方案，提供了一种模具的加工方法，确保模具具有足够的结构强度，从而延长模具的使用寿命。

具体而言，通过对经表面抛光处理后的模具进行表面清洗，从而去除模具表面的残留物，再对模具进行自然风干，对自然风干后的模具进行渗氮处理并保持第一预设时间；经渗氮处理后的模具冷却后进行二次表面抛光处理，对完成二次表面抛光处理的模具进行表面镀膜处理，这样，通过在模具的表面进行镀膜处理，大大提升了模具的结构强度，尤其模具的工作面具有足够的强度，从而确保模具的使用寿命，避免对模具进行频繁维修。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种可选实施例的模具的加工方法的流程示意图；

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中的切刀类模具的结构强度不足，缩短了其使用寿命的问题，本发明提供了一种模具的加工方法。

如图1所示，模具的加工方法包括以下步骤对模具的表面进行第一次处理后，再对模具进行热处理，经热处理后的模具继续进行第二次表面处理，完成第二次表面处理后的模具的表面进行第一次抛光处理；对经表面抛光处理后的模具的表面进行第一次清洗，以去除模具表面的残留物，再对模具进行自然风干，对自然风干后的模具进行渗氮处理并保持第一预设时间；经渗氮处理后的模具冷却后进行第二次抛光处理，对完成第二次抛光处理的模具进行表面镀膜处理。

本申请提供了一种模具的加工方法，确保模具具有足够的结构强度，从而延长模具的使用寿命。

可选地，第一次清洗采用超声波清洗，效率高且清洗的较为彻底；第一次抛光处理包括先用200目的沙皮纸进行抛光，再用400目的沙皮纸进行抛光，最后用羊毛轮进行抛光；第二次抛光处理包括先用800目的沙皮纸进行抛光，再用1000目的沙皮纸进行抛光，最后用羊毛轮进行抛光。

需要说明的是，在本申请中，渗氮处理包括以下步骤将自然风干后的模具放入真空氮化炉中，并向真空氮化炉内充入氢气和氩气，当真空氮化炉内的温度达到预设加热温度时，停止向真空氮化炉内充氢气和氩气，并向真空氮化炉内充入氮气并保持第一预设时间。

需要说明的是，在本申请中，第一预设时间为48小时，且在真空氮化炉开始升温时向真空氮化炉内一直充入氢气和氩气，直到真空氮化炉内的温度达到500度附近时停止向真空氮化炉内充氢气和氩气，开始向真空氮化炉内充入氮气，且在整个氮化过程中一直持续充入氮气。

需要说明的是，在本申请中，在对模具进行渗氮处理作业时，真空氮化炉内的温度保持第一预设温度。这样，确保模具的渗氮可靠性。

可选地，第一预设温度为500℃左右。

需要说明的是，在本申请中，完成渗氮处理作业后，停止加热真空氮化炉，以使模具随炉冷却，再对随炉冷却后的模具的表面进行第二次清洗。这样，确保模具每完成一次工艺表面均能够保持洁净，避免模具表面的残留物影响后续的工艺处理。

可选地，第二次清洗也可以使用超声波清洗。

需要说明的是，在本申请中，完成第二次清洗作业后的模具进行第二次抛光处理，第二次抛光处理包括以下步骤先对模具进行沙皮纸进行预抛光处理，完成预抛光处理后再用羊毛轮进行抛光处理。这样，确保模具的表面经第二次抛光处理后的表面光洁度在0.4μm以内，以确保后续镀膜作业能够正常进行。

需要说明的是，在本申请中，表面镀膜处理方法包括以下步骤将完成第二次抛光处理的模具放入真空镀膜设备的容纳腔内，容纳腔内设置有TiN靶材，TiN靶材在电场的作用下形成离子状态并沉积在模具的表面上，以完成表面镀膜处理。这样，对模具的表面进行沉积硬质氮化物薄膜。

需要说明的是，在本申请中，TiN靶材是指氮化钛靶材。

可选地，上述采用的镀膜方式为PVD表面涂层，在对模具进行表面镀膜处理时，容纳腔内的温度保持第二预设温度。

优选地，第二预设温度在真空+350℃左右。这样，在真空+350℃左右的条件下，采用低电压大电流的电弧放电，使得TiN靶材蒸发(或者是将TiN靶材打散)成离子状态，在电场的作用下沉淀到模具的表面上，从而使得模具的表面具有较高的硬度，以及使得模具的表面具备耐磨和耐高温的特性。

需要说明的是，在本申请中，热处理包括以下步骤：将经表面预处理后的模具放入真空炉内，真空炉内的温度加热至第三预设温度并保持第二预设时间后，继续将真空炉内的温度加热至第四预设温度并保持第三预设时间后，继续将真空炉内的温度加热至第五预设温度；将真空炉内的温度降低至第六预设温度并进行回火处理。

需要说明的是，在本申请中，第三预设温度为550℃，第二预设时间为30分钟，第四预设温度为850℃，第三预设时间为60分钟，第五预设温度为1080℃。

可选地，用于加工成模具的毛坯材料为CR12mov材料，先将CR12mov材料在型号为6180的车床上进行粗车，完成粗车后再到数控车床80135D上进行半精车，完成半精车后再进行热处理，热处理过程中需要真空高淬高回工艺，该过程中首先将模具钢的原材料在真空环境下加热至550℃保温30分钟，再加热至850℃保温60分钟，继续将淬火温度加热到1080℃，回火温度为520-530℃回火三次，硬度要求55左右。淬火结束后再到数控车床80135D上精车，精车完后进行第一次抛光处理，第一次抛光处理包括先用200目的沙皮纸进行抛光，再用400目的沙皮纸进行抛光，最后用羊毛轮进行抛光。

可选地，第六预设温度为T，其中，520℃≤T≤530℃。

需要说明的是，在本申请中，需要进行三次回火，且回火的温度均在520℃～530℃范围之内。

需要说明的是，在本申请中，模具的加工方式适用于刀口类的模具，所谓刀口类的模具是指该模具具有中心通孔，将工件放置在模具上，冲压机器的冲压端将工件的与中心通孔相对的部分冲掉，上述的刀口类的模具在完成表面镀膜处理后需要再次进行打磨处理，利用600目的沙皮纸在模具的工作面进行打磨，并在刀口类模具的刀口位置处由内向外，自下而上进行打磨，且需要将刀口打磨的与竖直方向呈第一角度A，其中，0°≤A≤2°，优选地，第一角度A为1°。

当然，本申请的模具的加工方法也适用于扩口类的模具，两个具有半圆缺口的工件相对设置以围成通孔，扩口类的模具具有扩口端，扩口端伸入通孔内对通孔的轴向一端进行扩口作业，以使通孔的轴向一端的端口处的直径逐渐变大，在扩口类的模具在完成表面镀膜处理后出炉可以直接投入使用，无需打磨作业。

需要说明的是，在本申请中，采用上述的加工方法加工出来的扩口类的模具相比没有做涂层的扩口类的模具的寿命提升了80倍，同样地，采用上述的加工方法加工出来的刀口类的模具相比没有做涂层的刀口类的模具的寿命提升了20倍。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种模具的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：

对所述模具的表面进行第一次处理后，再对所述模具进行热处理，经热处理后的所述模具继续进行第二次表面处理，完成第二次表面处理后的所述模具的表面进行第一次抛光处理；

对经表面抛光处理后的所述模具的表面进行第一次清洗，以去除所述模具表面的残留物，再对模具进行自然风干，对自然风干后的所述模具进行渗氮处理并保持第一预设时间；

经渗氮处理后的所述模具冷却后进行第二次抛光处理，对完成第二次抛光处理的所述模具进行表面镀膜处理。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述渗氮处理包括以下步骤：

将自然风干后的所述模具放入真空氮化炉中，并向所述真空氮化炉内充入氢气和氩气，当所述真空氮化炉内的温度达到预设加热温度时，停止向所述真空氮化炉内充氢气和氩气，并向所述真空氮化炉内充入氮气并保持所述第一预设时间。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，在对所述模具进行渗氮处理作业时，所述真空氮化炉内的温度保持第一预设温度。

4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，完成渗氮处理作业后，停止加热所述真空氮化炉，以使所述模具随炉冷却，再对随炉冷却后的所述模具的表面进行第二次清洗。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，完成第二次清洗作业后的所述模具进行所述第二次抛光处理，所述第二次抛光处理包括以下步骤：

先对所述模具进行沙皮纸进行预抛光处理，完成预抛光处理后再用羊毛轮进行抛光处理。

6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述表面镀膜处理方法包括以下步骤：

将完成第二次抛光处理的所述模具放入真空镀膜设备的容纳腔内，所述容纳腔内设置有TiN靶材，所述TiN靶材在电场的作用下形成离子状态并沉积在所述模具的表面上，以完成表面镀膜处理。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，在对所述模具进行表面镀膜处理时，所述容纳腔内的温度保持第二预设温度。

8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述热处理包括以下步骤：

将经表面预处理后的所述模具放入真空炉内，所述真空炉内的温度加热至第三预设温度并保持第二预设时间后，继续将所述真空炉内的温度加热至第四预设温度并保持第三预设时间后，继续将所述真空炉内的温度加热至第五预设温度；将所述真空炉内的温度降低至第六预设温度并进行回火处理。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，所述第六预设温度为T，其中，520℃≤T≤530℃。

10.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述模具的加工方法还包括以下步骤：

在完成所述模具的表面镀膜处理后，对所述模具的工作面进行打磨处理。