[發(fā)明專利]一種采用激光淬火對(duì)模具型面進(jìn)行處理的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210059313.5
• 申請(qǐng)日: 2012-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN102560015A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳喜鋒;張鏡斌;魏剛;劉海濤;雷其林;李延安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第十二研究所
• 主分類號(hào): C21D1/09
• 分類號(hào): C21D1/09;C21D1/18;C21D1/70
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于模具型面表面淬火技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用激光淬火對(duì)模具型面進(jìn)行處理的方法。

背景技術(shù)

經(jīng)過重復(fù)的火焰淬火和長(zhǎng)時(shí)間的高溫沖擊使用，在各種模具型面表層均會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的脫碳，隨著組織中碳含量的減少，淬火馬氏體轉(zhuǎn)變呈下降趨勢(shì)，致使淬火后模具表層強(qiáng)度和硬度大幅下降，在使用中易發(fā)生早期疲勞損壞。

上述問題一旦發(fā)生脫碳，只能通過滲碳手段來恢復(fù)表層碳含量。目前滲碳工藝只能通過滲碳爐、鹽浴爐等設(shè)備實(shí)施，對(duì)于大型模具，比如汽車覆蓋件等，難以進(jìn)入爐內(nèi)進(jìn)行滲碳，最終只能報(bào)廢，造成大量的資源浪費(fèi)。

激光淬火工藝可以靈活地對(duì)工件進(jìn)行局部表面強(qiáng)化，其淬火可控性良好；由于激光聚焦性能良好，在比較集中的區(qū)域內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)極高功率密度的熱輸入，材料相變充分，激光淬火后的硬度比感應(yīng)淬火提高20％以上，近年來在工業(yè)產(chǎn)品中大幅使用。但是傳統(tǒng)的激光淬火工藝依然是一個(gè)單一的相變過程，無法改變材料表面的化學(xué)成份，對(duì)于較低碳含量的材料依然無法實(shí)施淬火，限制了其使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種采用激光淬火對(duì)模具型面進(jìn)行處理的方法，解決了因模具長(zhǎng)時(shí)間的使用和重復(fù)淬火導(dǎo)致的表面脫碳問題，解決了大型模具無法采用常規(guī)手段進(jìn)行強(qiáng)化處理的問題，同時(shí)解決了現(xiàn)有激光淬火工藝無法對(duì)低碳含量材料進(jìn)行強(qiáng)化的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種采用激光淬火對(duì)模具型面進(jìn)行處理的方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1：在模具脫碳區(qū)域預(yù)置一種水基含碳涂料，噴涂厚度為0.1～0.2mm，待涂料干燥后，對(duì)模具進(jìn)行激光擴(kuò)滲處理；

步驟2：對(duì)步驟1得到的模具型面進(jìn)行激光淬火處理。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

其中的步驟1中的水基含碳涂料按照質(zhì)量百分比，由以下組分組成：C及碳化物：5～25％，吸光涂料：10～20％，余量為粘結(jié)劑，以上各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。

其中的C及碳化物中的C為微米級(jí)的碳黑，碳化物為微米級(jí)碳化鎢和微米級(jí)碳化硅的混合物，碳化鎢和碳化硅的質(zhì)量混合比為2∶3，碳化物占C及碳化物的15～30％。

其中的粘結(jié)劑由質(zhì)量比為1∶0.05的酒精和漆片混合而成。

其中的吸光涂料按照質(zhì)量百分比，由以下組分組成：W：20～30％，Cr：20～30％，Mo：5～10％、Co：10～20％，余量為稀土元素，以上各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。

其中的稀土元素采用錳或硼。

其中的步驟1中的激光擴(kuò)滲處理工藝為：設(shè)置激光功率為0.5～4KW，掃描速度為100～500mm/min，激光帶寬為2～40mm。

其中的步驟2中的激光淬火處理工藝為：設(shè)置激光功率為1～5KW，掃描速度為300～2000mm/min，激光帶寬為2～40mm。

本發(fā)明的有益效果是，通過一種快速方法解決了模具長(zhǎng)時(shí)間的使用和多次重復(fù)淬火導(dǎo)致的表面脫碳問題，同時(shí)解決了激光淬火無法對(duì)低碳含量材料淬硬的問題。所制備的淬硬層硬度可達(dá)到HRC60以上，可在模具脫碳的區(qū)域、易磨損區(qū)域進(jìn)行局部激光淬硬。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法中激光擴(kuò)滲處理剖面示意圖；

圖2是本發(fā)明方法中激光淬火立體示意圖；

圖3是本發(fā)明方法中經(jīng)火焰淬火處理沖壓件表面狀況；

圖4是本發(fā)明方法中激光處理后沖壓件表面狀況。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明采用激光淬火對(duì)模具型面進(jìn)行處理的方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1：在模具脫碳區(qū)域預(yù)置一種水基含碳涂料，噴涂厚度為0.1～0.2mm，待涂料干燥后，根據(jù)處理型面選擇激光光斑尺寸，采用低功率、慢速掃描的方法使碳元素滲入模具型面表層。

水基含碳涂料按照質(zhì)量百分比，由以下組分組成：C及碳化物：5～25％，吸光涂料：10～20％，余量為粘結(jié)劑，以上各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。其中C及碳化物中的C為微米級(jí)的碳黑，碳化物為微米級(jí)碳化鎢和微米級(jí)碳化硅的混合物，碳化鎢和碳化硅的質(zhì)量混合比為2∶3，碳化物占C及碳化物的15～30％；粘結(jié)劑由按照質(zhì)量比為1∶0.05的酒精和漆片混合而成；吸光涂料按照質(zhì)量百分比，由以下組分組成：W：20～30％，Cr：20～30％，Mo：5～10％、Co：10～20％，余量為稀土元素，以上各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。其中稀土元素采用錳或硼。