[發明專利]汽車模具表面的熱噴涂改質處理方法

在審

• 申請號: 201310247777.3
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN104233167A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 尹志堅;王倩;歐桃平;王樹保;向軍;梁寶山;俞立新
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼工業技術服務有限公司
• 主分類號: C23C4/12
• 分類號: C23C4/12;C23C4/06;C23C4/02;C23C4/18
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

技術領域

本發明涉及一種汽車模具表面的熱噴涂改質處理方法。

背景技術

隨著汽車工業的快速發展，對汽車模具的精度、壽命等要求越來越高。新車型研發需求不斷增加，每開發一款新車型，大約80%模具需新開發，在新車型開發費用中，約60%用于車身和沖壓工藝及裝備的開發。其中汽車模具生產工藝要求、技術含量高，導致高的生產成本，因此要求汽車模具有盡可能高的使用壽命。在未經表面處理的汽車模具投入生產后，模具表面極易拉傷，需反復修模，既增加維修保養工作量，影響生產進程，又由于表面粗糙度、精度等降低，影響產品質量，因此必須通過汽車模具表面改質處理的方法提高汽車模具的使用壽命。

目前汽車模具的表面改質處理方法主要有表面淬火、滲氮、電鍍、TD處理等。作為傳統表面處理的淬火、滲氮工藝，雖成本較低，能一定程度上提高模具的耐磨性，但對材質要求高，易引起熱變形；電鍍處理的方法耐磨性較好，鍍層較均勻，但施工復雜、不易修模，電鍍鉻會造成環境污染；TD處理為熱擴散法碳化物覆層處理，是一種通過高溫擴散作用于工件表面形成一層數微米至數十微米的金屬碳化物覆層，該覆層具有極高的硬度，且與母體材料冶金結合，TD處理后模具表面硬度高、耐磨性好，但其對模具設計、模具材質要求高，處理成本高，且易引起熱變形,不易修模。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種汽車模具表面的熱噴涂改質處理方法，利用本方法克服了傳統模具表面處理方法的缺陷，經本方法處理汽車模具表面硬度、耐磨性、耐蝕性等綜合性能優異，有效提高模具的使用壽命，降低修模頻率，降低生產成本。

為解決上述技術問題，本發明汽車模具表面的熱噴涂改質處理方法包括如下步驟：

步驟一、噴涂前準備：對汽車模具表面進行著色探傷，確保無裂紋，采用氧乙炔火焰烘烤并用丙酮擦拭待噴涂面以去除油脂，采用工裝保護汽車模具的非噴涂面；?

步驟二、噴砂處理：對汽車模具待噴涂面進行噴砂粗化處理，噴砂材料為46-120#白剛玉，使待噴涂面露出均質的金屬本色，并表面粗糙度控制在Ra6-8μm；

步驟三、熱噴涂涂層制備：采用熱噴涂工藝在汽車模具待噴涂面制備金屬陶瓷類涂層，金屬陶瓷類粉末于120-150℃預熱120-150min并烘干粉末，將汽車模具平放于噴涂房地面，噴槍垂直于待噴涂面實施噴涂；

步驟四、熱噴涂涂層打磨處理：使用60-1200目數拋磨盤對汽車模具噴涂區域進行打磨處理，使最終熱噴涂涂層厚度控制在0.06-0.10mm，粗糙度Ra<0.8μm。

進一步，上述熱噴涂工藝是高速火焰噴涂、爆炸噴涂、等離子噴涂。

進一步，上述金屬陶瓷涂層的材料是含有10-30wt%Co、Cr、Ni、CoCr、NiCr或CoCrNi的WC基材料或含有20-30wt%NiCr的Cr₃C₂基材料。

進一步，上述金屬陶瓷類涂層采用機械手編程自動和手工兩種方式相結合實施噴涂，先噴涂模具的拉延圓弧角區域，再噴涂模具的平面和型腔面，反復交替，噴涂每遍后測量并控制模具的表面溫度<80℃、表面涂層厚度均勻性<0.05mm。

進一步，上述噴槍裝配有適合手工噴涂的急停裝置，在控制室的開關切換到手工噴涂時，所述噴槍的關停由操作人員控制。

進一步，上述汽車模具包括整體式模具或分體式模具。

進一步，上述熱噴涂涂層的熱噴涂工藝參數為：氧氣1800-2000scfh、煤油5.2-6.0gph、送粉氣18-25scfh、送粉率100-120g/min、槍距300-400mm，涂層厚度為0.12-0.15mm，噴涂用噴槍火焰對待噴涂面預熱一遍，再進行噴涂。

由于本發明汽車模具表面的熱噴涂改質處理方法采用了上述技術方案，即本方法首先對汽車模具表面進行探傷、烘烤和擦拭預處理，非噴涂面采用工裝保護；待噴涂面進行噴砂粗化處理，使其露出均質的金屬本色并表面粗糙度控制在Ra6-8μm；采用熱噴涂工藝在待噴涂面制備金屬陶瓷類涂層，機械手編程自動噴涂和手工噴涂兩種方法相結合實施噴涂；采用拋磨盤對噴涂區域進行打磨處理，使最終熱噴涂涂層厚度控制在0.06-0.10mm，粗糙度Ra<0.8μm。本方法克服了傳統模具表面處理方法的缺陷，經本方法處理汽車模具表面硬度、耐磨性、耐蝕性等綜合性能優異，有效提高模具的使用壽命，降低修模頻率，降低生產成本。

具體實施方式

本發明汽車模具表面的熱噴涂改質處理方法包括如下步驟：