[發明專利]一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具及其加工工藝

在審

• 申請號: 201410667026.1
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104494125A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 杜舉才;徐巍巍
• 申請（專利權）人: 揚州光輝內燃機配件有限公司
• 主分類號: B29C51/30
• 分類號: B29C51/30;B23P15/24;B29C33/38
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 奚衡寶

技術領域

本發明涉及一種模具，尤其涉及一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具。

背景技術

氣門熱成型模具通常采用如圖1所示結構，氣門熱成型模具材料一般采用3Cr2W8V。因為是熱成型,模具股役時會有很高的溫度,?為了提高模具使用壽命，在使用過程中都是采用油和石墨粉調和進行冷卻、潤滑。盡管如此，3Cr2W8V模具的使用壽命也不理想，模具使用壽命不夠理想，單次壽命在800至1000次。而且磨損后修復較為麻煩，需要進行粗車、精車、拋光處理，而且模具修復一次后總壽命同時在縮短，（模具高度變化）；工作時石墨油冷卻過程中會產生很大的油煙，對人體造成傷害，工作環境十分惡劣。

發明內容

本發明還提供了一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具，使用該成型模具生產氣門時，模具不需要石墨油冷卻，工作環境好，模具使用壽命長，減少了模具的修復次數和提高了氣門毛坯的表面粗糙度。

為此本發明采用的技術方案是：本發明包括模具本體（1）和開設在模具本體（1）內的模具型腔（2），所述模具本體（1）包括基體（11）和設置在基體（11）外表面的基體灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層（12）；所述模具型腔（2）包括基體型腔（22）和設置在基體型腔（22）內表面的基體型腔灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層（21）。

所述基體（11）材料為H13合金鋼。

一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具的加工工藝，按照以下步驟進行：

1）坯料進行十鐓十拔鍛打；

2）退火：升溫到850℃±10℃，保溫，然后打開爐門，坯料降到750℃±10℃后，再保溫，爐冷到530℃-550℃出爐，室溫冷卻；

3）進行粗加工；

4）在1050℃的條件下淬火；

5）加熱后工件在淬火油中冷卻至350-400℃后空氣冷卻；

6）回火：采用600-650℃回火三次；

7）精加工成型；

8）型腔表面進行精拋光處理；

9）模具清洗整體表面氮化高鋁鈦PVD涂層處理。

所述9）步驟中：基體（11）外表面及基體型腔（22）內表面由氮化高鋁鈦PVD涂層采用輝光放電等離子體中氮擴散進入脫層中。

所述涂層厚度為1-4um。

本發明的優點是：耐高溫磨損涂層為灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層，由于含鋁的成份高，所以其抗熱性能極高，硬度為1800HV以上,厚度為1-4um，摩擦系數為0.7，在900℃時?具有較高的抗沖擊性能，延長了模具的使用壽命，減少了工人的換模次數，提高了生產效率；使用該模具生產時，也不需要石墨油冷卻，改善了工作環境；對模具修復也只須進行拋光處理和表面改性處理，修復也更為簡便，降低了模具的材料成本。

基體表面及腔體內表面是由氮化高鋁鈦PVD涂層采用輝光放電等離子體中氮擴散進入脫層中，從而增強工件表面硬度和耐磨性能的工藝加工而成，硬度在1800HV以上,?具有較高的抗沖擊性能，由于氮化高鋁鈦PVD涂層表層得到較小的硬質顆粒，從而具有較高的抗磨損能力，延長了模具的使用壽命，減少了工人的換模次數，提高了生產效率。

附圖說明

圖1為背景技術3Cr2W8V模具外形。

圖2為本發明氣門耐高溫磨損涂層成型模具。

圖中1為模具本體、2為模具型腔；

11為基體、12為基體灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層；

21為型腔灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層、22為基體型腔。

具體實施方式

實施例一：

本發明包括模具本體1和開設在模具本體1內的模具型腔2，所述模具本體1包括基體11和設置在基體11外表面的基體灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層12；所述模具型腔2包括基體型腔22和設置在基體型腔22內表面的基體型腔灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層21。

所述基體11材料為H13合金鋼。

一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具的加工工藝，按照以下步驟進行：

1）坯料進行十鐓十拔鍛打；

2）退火：升溫到850℃，保溫，然后打開爐門，坯料降到750℃后，再保溫，爐冷到540℃出爐，室溫冷卻；

3）進行粗加工；

4）在1050℃的條件下淬火；

5）加熱后工件在淬火油中冷卻至380℃后空氣冷卻；

6）回火：采用620℃回火三次；

7）精加工成型；

8）型腔表面進行精拋光處理；

9）模具清洗整體表面氮化高鋁鈦PVD涂層處理。