CN115365767A - 一种粉末冶金压制模具加工工艺及粉末冶金压制模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种粉末冶金压制模具加工工艺及粉末冶金压制模具，步骤1：将整体毛坯模具内部打孔；步骤2：将步骤1处理后的整体毛坯模具进行热处理；步骤3：将步骤2处理后的整体毛坯模具进行回火；步骤4：将步骤3处理后的整体毛坯模具进行慢走丝线。将模体先进行材料内部钻孔，然后进行热处理，内部打孔后，模体体积减小，且热处理时内部组织转换更均匀，改变工艺后只需2‑3遍回火即可消除材料内应力，避免在线切割慢走丝上加工时材料局开裂的现象。
Description
技术领域
本发明属于粉末冶金相关技术领域，尤其涉及一种粉末冶金压制模具加工工艺及粉末冶金压制模具。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
粉末冶金领域的产品压制成型需要模具，当大块合金压制时(截面面积大于100平方厘米)，设计制作模具的材料及制造工艺所用费用会大大提高产品的制作成本。
现有的粉末冶金压制模具在加工时为整体毛坯热处理，因形状体积大需要进行四至五遍回火消除Cr12MoV模体材料内应力，使内部组织均匀，若内部组织不均匀，慢走丝线切割设备在加工模体成型内腔时会有局部开裂的现象，则会造成模体报废。
此外，粉末冶金压制模具现有的是整体Cr12MoV上冲，造成慢走丝线切割设备的加工工艺用时增加，而且Cr12MoV材料的整体使用，造成粉末压制模具的整体的价格升高。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种粉末冶金压制模具加工工艺及粉末冶金压制模具，将模体先进行材料内部钻孔，然后进行热处理，内部打孔后，模体体积减小，且热处理时内部组织转换更均匀，改变工艺后只需2-3遍回火即可消除材料内应力，避免在慢走丝线切割设备上加工时材料局开裂的现象，使需要加工切割的位置的热处理效果完美达到原来工艺要求。
为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：一种粉末冶金压制模具加工工艺，包括：
步骤1：将整体毛坯模具内部打孔；
步骤2：将步骤1处理后的整体毛坯模具进行热处理；
步骤3：将步骤2处理后的整体毛坯模具进行回火；
步骤4：将步骤3处理后的整体毛坯模具进行慢走丝线切割。
本发明的第二方面提供一种粉末冶金压制模具，其特征在于，包括模具本体和用于压制的上冲，所述上冲为分体结构。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
在本发明中，将模体先进行材料内部钻孔，然后进行热处理，内部打孔后，模体体积减小，且热处理时内部组织转换更均匀，改变工艺后只需2-3遍回火即可消除材料内应力，避免在慢走丝线切割设备上加工时材料局开裂的现象，使需要加工切割的位置的热处理效果完美达到原来工艺要求。
在本发明中，将现有的整体上冲结构变为分体结构，上冲的上部分使用45#钢或42CrMo，下部分采用Cr12MoV部分，有效减低了Cr12MoV材质的使用，达到模具价格的降低，增加产品市场竞争力，而且在慢走丝线时只需对上冲的下部分进行，减低了慢走丝线切割设备的加工工艺的用时。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明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。
图1为本发明实施例一中模具热处理前钻孔示意图；
图2是本发明实施例一中模具钻孔的整体示意图；
图3是本发明实施例二中模具本体和上冲截面是示意图；
图4是本发明实施例二中模具本体和上冲整体示意图。
附图说明，1、孔位，2、切割外圈，3、上冲的上部分，4、上冲的下部分，5、模具本体,6、螺栓
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
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发明的示例性实施方式。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
如图1-图2所示，本实施例公开了一种粉末冶金压制模具加工工艺，包括：
步骤1：将整体毛坯模具内部打孔；
步骤2：将步骤1处理后的整体毛坯模具进行热处理；
步骤3：将步骤2处理后的整体毛坯模具进行回火；
步骤4：将步骤3处理后的整体毛坯模具进行慢走丝线切割。
在本实施例中，将整体毛坯在热处理前切除材料内部孔位，再进行热处理。在将整体毛坯内部打孔后模体体积减小，且热处理时内部组织转换更均匀，可消除材料内应力，避免在慢走丝线切割设备加工时材料局部开裂的现象。
在本实施例步骤1中,根据压制模具的压制模具的模腔的大小将整体毛坯的内部进行多个孔位1的设置，多个孔位所形成的切割外圈2与压制模具的模腔的大小相适配。通过将整体毛坯内部进行提前打孔，减小了整体毛坯的体积。
在本实施例步骤2中，将步骤1处理后的整体毛坯进行热处理，热处理的条件为：
模具毛坯进行双细化预备热处理，以改善金属偏析、共晶碳化物尖角圆化等缺陷，以及均匀细化圆材料晶粒。具体步骤如下
①高温淬火：首先加热到温度前先进行预热即600℃保温时间135分钟，830℃保温90分钟的两级预热；然后1130℃保温时间100分钟后，然后进行油冷(油温50℃)15分钟，最后进行720℃温度4小时高温回火，空冷。
②低温淬火：先加热到温度前进行预热即600℃保温时间135分钟，830℃保温90分钟的两级预热；然后960℃保温90分钟，然后进行油冷(温度50℃)15分钟，最后进行720℃温度4小时高温回火，空冷。
然后对模具进行常规淬火和深冷处理然后加上步骤3中的2-3次回火处理，以提高模具强度、韧性、耐磨性，消除应力，稳定组织性能。具体步骤如下：
①淬火处理工艺：先加热到温度前进行预热即600℃保温时间140分钟，830℃保温90分钟的两级预热，然后1040℃保温时间75分钟后，进行油冷(油温60℃)10分钟，然后出炉缓冷到室温。
②深冷处理：将淬火缓冷的模具放入深冷设备中，以2℃/分钟的速度降至-130℃，保温60分钟，然后开箱空冷至室温。
在本实施例步骤3中，将步骤2处理后的整体毛坯进行2-3遍回火，回火的条件为：
①将经过深冷处理后的模具放入回火炉中(炉内温度室温状态)，以5℃/分钟的速度升温至500℃，保温180分钟后出炉风冷到室温，再按照上述工艺重复回火一遍。
②将经过两次回火的模具再用400℃保温6小时候出炉缓冷。
Cr12MoV模具经过以上热处理工艺后，硬度为HRC59-62，金相组织为：细针回火马氏体+圆角化共晶碳化物+均匀分布的粒状二次碳化物+及少量残留奥氏体，晶粒度10-11级，组织均匀。这样的组织状态，在后续的慢走丝线切割加工中材料开裂现象会得到进一步的遏制。
在本实施例步骤4中，将步骤3处理后的整体毛坯进行慢走丝线切割，慢走丝线沿着多个孔位所组成的切割外圈2，慢走丝线切割设备的条件：
慢走丝切割方式采用割一修二的切割方式(按机床正常参数切割)
一刀：电流15A走丝速度1.22mm/min
二刀：电流11A走丝速度3.72mm/min
三刀：电流3A走丝速度1.22mm/min
实施例二
如图3-图4所示，本实施例提供一种粉末冶金压制模具，包括模具本体5和用于压制的上冲，所述上冲为分体结构。
现有的上冲为Cr12MoV整体结构，本实施例中将上冲部分分为上下两部分，上部分3采用45#钢或42CrMo材质，下部分4采用Cr12MoV材质。降低了Cr12MoV材料的使用，只需加工上冲底下部分Cr12MoV部分，利用慢走丝线切割出上冲底Cr12MoV部分的外形轮廓，由于高度小，线切割的面积小，效率高，慢走丝线切割设备的加工工艺用时降低，达到模具价格的降低，增加产品市场竞争力。
在本实施例中，上部分345#钢或42CrMo材质经过热处理后，利用螺栓6将上部分和下部分进行固定。具体的，可采用12.9级螺栓将上冲的上部分和下部分进行固定连接。
在本实施例中，上冲下部分4的横截面大小与模具本体6的压制模腔的大小相适配，以实现将上冲压制进入模具本体的压制模腔内对模腔内的粉末冶金进行压制。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种粉末冶金压制模具加工工艺，其特征在于，包括：
步骤1：将整体毛坯模具内部打孔；
步骤2：将步骤1处理后的整体毛坯模具进行热处理；
步骤3：将步骤2处理后的整体毛坯模具进行回火；
步骤4：将步骤3处理后的整体毛坯模具进行慢走丝线切割。
2.如权利要求1所述的一种粉末冶金压制模具加工工艺，其特征在于，在所述步骤1中，对整体毛坯模具的内部打孔多个，多个孔位所形成的外圈为粉末冶金压制模具的压制模腔。
3.如权利要求1所述的一种粉末冶金压制模具加工工艺，其特征在于，在所述步骤2中，热处理的的条件为：
高温淬火：600℃保温时间135分钟，830℃保温90分钟进行两级预热，然后1130℃保温时间100分钟，然后油温50℃油冷15分钟，然后进行720℃温度4小时高温回火，空冷；
低温淬火：600℃保温时间135分钟，830℃保温90分钟进行两级预热，然后960℃保温90分钟，进行油温50℃油冷15分钟，然后进行720℃温度4小时高温回火，空冷。
4.如权利要求1所述的一种粉末冶金压制模具加工工艺，其特征在于，在所述热处理后，还对模具进行常规淬火和深冷处理，具体为：
常规淬火：先600℃保温时间140分钟，830℃保温90分钟进行两级预热，然后1040℃保温75分钟，然后油温60℃油冷10分钟，最后出炉缓冷到室温；
深冷处理：将淬火缓冷后的模具放入深冷设备中，以2℃/分钟的速度降至-130℃，保温60分钟，然后开箱空冷至室温。
5.如权利要求4所述的一种粉末冶金压制模具加工工艺，其特征在于，在所述步骤3中，进行2-3遍回火，回火的条件为：
将经过深冷处理后的模具放入回火炉中，以5℃/分钟的速度升温至500℃，保温180分钟后出炉风冷到室温，再按照上述工艺重复回火一遍；回火完成后将模具用400℃保温6小时候出炉缓冷。
6.如权利要求2所述的一种粉末冶金压制模具加工工艺，其特征在于，在步骤4中，沿多个孔位所形成的外圈进行慢走丝线。
7.如权利要求2所述的一种粉末冶金压制模具加工工艺，其特征在于，在所述步骤4中，慢走丝线切割为：采用割一修二的切割方式。
8.一种粉末冶金压制模具，其特征在于，包括模具本体和用于压制的上冲，所述上冲为分体结构。
9.如权利要求/8所述的一种粉末冶金压制模具，其特征在于，所述上冲分为上下两部分，上部分采用45#钢或42CrMo材质，下部分采用Cr12MoV材质。
10.如权利要求/9所述的一种粉末冶金压制模具，其特征在于，所述上部分45#钢或42CrMo材质经过热处理后，利用螺栓将上部分和下部分进行固定。
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