[發明專利]一種擠壓模具關鍵部位的激光沖擊方法

有效

• 申請號: 201510070799.6
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104673973B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 王勻;杜金星;于浩;許楨英;殷蘇民;柏云;王建杰;李超
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C21D1/09
• 分類號: C21D1/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于模具表面改性技術，涉及一種擠壓模具關鍵部位的表面激光沖擊強化方法。

背景技術

進入21世紀，我國的制造業迅速的得到發展，而模具行業在其中有著舉足輕重的作用，涉及航空、航天、電子信息、汽車等領域。隨著科技的進步以及各行各業對產品質量的要求越來越高，所以對現階段模具的要求也是越來越高，由于擠壓模具在工作過程中經受很大的工作負荷變化，承受著熱疲勞、熱沖蝕以及劇烈摩擦磨損等物理化學的作用，模具薄弱部分會出現早期的破壞和失效，影響模具的使用壽命和產品的質量。應用新型的表面強化方法可以改善模具表面的應力狀態，使模具圓角等薄弱部分處產生很高的殘余壓應力并可以獲得一定的殘余壓應力層，從而提高模具的抗疲勞、抗磨損等性能，進而提高了模具的使用壽命，改善了模具表面的質量，提高了產品的質量和性能。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種擠壓模具關鍵部位的激光沖擊方法，目的在于提高擠壓模具薄弱部位處的抗應力腐蝕、抗疲勞及抗磨損等性能，降低擠壓模具在使用過程中失效破壞的不確定性，進而更好保證產品的質量和性能。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種擠壓模具關鍵部位的激光沖擊方法，包括如下步驟：

(1)對擠壓模具進行淬火、回火熱處理，使擠壓模具的表面硬度值在51HRC～60HRC，表面粗糙度在0.08～0.16μm；

(2)通過對擠壓模具工作時受力受熱以及摩擦磨損的分析，得到擠壓模具容易產生裂紋源以及容易發生磨損失效的擠壓模具關鍵部位；

(3)根據擠壓模具關鍵部位的位置和輪廓形狀選擇激光沖擊參數和沖擊路徑進行激光沖擊；激光沖擊完成后，關鍵部位表面獲得殘余壓應力層；所述激光沖擊參數包括波長、脈沖能量、脈寬、搭接率、光斑直徑、沖擊次數、約束層、吸收層和激光掃描速度；

(4)測定擠壓模具關鍵部位表面經激光沖擊后的尺寸變化量；

(5)根據尺寸變化量設計新的擠壓模具關鍵部位尺寸；

(6)對新的擠壓模具關鍵部位再次激光沖擊，所述激光沖擊參數和沖擊路徑與步驟(3)中相同，最終得到目標擠壓模具。

進一步的，所述擠壓模具為擠壓凸模或擠壓凹模。

進一步的，所述擠壓凸模的材料為H13。

進一步的，所述擠壓凹模的材料為W18Cr4V。

進一步的，步驟(3)中所述激光沖擊參數為波長1054nm，脈沖能量10～30J，脈寬10ns～23ns，搭接率50％～60％，光斑直徑4mm～6mm，沖擊次數2～3次，約束層為0.3mm～1mm的水流層，吸收層為0.2mm～0.5mm的黑漆，激光掃描速度0.002m/s。

進一步的，步驟(5)中所述新的擠壓模具為擠壓凸模，其關鍵部位尺寸D1和原有關鍵部位尺寸D的關系為D1＝D+m，其中，m為激光沖擊后擠壓凸模關鍵部位表面的尺寸變化量。

進一步的，步驟(5)中所述新的擠壓模具為擠壓凹模，其關鍵部位尺寸D2和原有關鍵部位尺寸D3的關系為D2＝D3-m1，其中，m1為激光沖擊后擠壓凹模關鍵部位表面的尺寸變化量。

本發明的有益效果為：

本發明所述的一種擠壓模具關鍵部位的激光沖擊方法，通過激光沖擊使擠壓模具關鍵部位提高抗應力腐蝕、抗疲勞及抗磨損等性能，同時將由于激光沖擊所引起的模具表面尺寸變化量考慮到模具設計的初始階段，使最終所得的模具關鍵部位獲得較好性能的同時也滿足模具的制作尺寸要求；從而提高了擠壓模具的使用壽命和生產效率，降低了擠壓模具在使用過程中失效破壞的不確定性，進一步保證產品的質量和性能。

附圖說明

圖1為原有擠壓凸模的主視圖。

圖2為原有擠壓凸模的俯視圖。

圖3為新的擠壓凸模的主視圖。

圖4為原有擠壓凹模的主視圖。

圖5為原有擠壓凹模的俯視圖。

圖6為新的擠壓凹模的主視圖。

附圖標記說明如下：

1-擠壓凸模待沖擊區，2-擠壓凹模待沖擊區。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。

實施例1