[發明專利]一種高鉻微變形冷沖模具表面鉻釩共滲處理方法

有效

• 申請號: 201810117502.0
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108277453B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 朱春東;郭煉;汪黎明
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C23C12/02
• 分類號: C23C12/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;汪瑋華

本發明提出一種高鉻微變形冷沖模具表面鉻釩共滲處理方法，運用TD覆層處理對模具零件表面進行鉻釩共滲處理，將表面打磨并活化的模具零件預熱后懸掛在830℃～910℃的鉻釩共滲鹽浴中保溫2～4小時，升溫到980℃～1020℃繼續保溫4～6小時并隨爐冷至830℃取出在250℃～300℃的淬火油中等溫淬火空冷，在400℃～420℃真空回火爐中回火三次空冷，本發明得到了內表面為碳化鉻，外表面為碳化釩的階梯性覆層，本發明利用TD覆層處理制備階梯性Cr?V碳化物覆層，提高零件表面耐磨性能的同時還提高了覆層與基體的結合強度及覆層的抗沖擊能力。

技術領域

本發明屬于材料熱處理的技術領域，尤其涉及一種高鉻微變形冷沖模具表面鉻釩共滲處理方法。

背景技術

冷沖模具的失效和破壞，大部分都發生在模具的表面，或是由模具表面開始的，要想保持冷作模具優良的性能和提高模具的使用壽命，最為重要的是如何提高模具表面的質量和性能。表面強化可以減少磨損、氧化或腐蝕導致的材料消耗，不僅有助于提高冷作模具的壽命，還可以用廉價的鋼材代替貴重鋼材，創造顯著的經濟效益。

TD覆層處理(Thermal Diffusion Carbide Coating Process)，即熱擴散法碳化物覆層處理，因具有設備簡單、操作方便、生產能力高、成本低、工件冷卻方式可任意選擇等優點，被認為是模具理想的表面改性技術之一。

TD覆層處理單滲一種金屬，性能比較單一，在應用范圍上受到很大限制，多元金屬共滲可以保持單元滲金屬的優點而克服其缺點，得到綜合性能更優良的多元階梯性滲層，提高零件的使用壽命或提高工藝效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高鉻微變形冷沖模具表面鉻釩共滲處理方法，采用階梯性升溫，形成的是Cr-V(鉻釩)碳化物梯度覆層，內表面為碳化鉻，外表面為碳化釩，綜合性能更加優異。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種高鉻微變形冷沖模具表面鉻釩共滲處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1)鉻釩共滲處理，將表面打磨并活化的模具零件預熱后懸掛在830℃～910℃的鉻釩共滲鹽浴中保溫2～4小時，形成2～4um碳化鉻覆層，鉻釩共滲鹽浴升溫到980℃～1020℃繼續保溫4～6小時，形成8～12um的碳化釩覆層；

S2)最終熱處理，隨爐冷至830℃取出在250℃～300℃的淬火油中等溫淬火空冷，在400℃～420℃真空回火爐中回火三次空冷，并用沸水煮洗清理殘鹽，得到了內表面為碳化鉻，外表面為碳化釩的階梯性覆層。

按上述方案，所述鉻釩共滲鹽浴的配方為：基鹽為無水硼砂75％～80％，供金屬劑為五氧化二釩或釩鐵4％～5％和三氧化二鉻或鉻粉8％～10％，還原劑為碳化硼或鋁粉4％～5％，活化劑為氟化鈉或稀土硅鎂合金3％～5％。

本發明的有益效果是：本發明提供一種高鉻微變形冷沖模具表面鉻釩共滲處理方法，針對高鉻微變形冷沖模具零件的失效特點，運用TD覆層處理對零件表面進行鉻釩共滲處理，得到了內表面為碳化鉻，外表面為碳化釩的階梯性覆層，該覆層相對于單一滲層有更明顯的優勢，覆層橫截面硬度呈現階梯性平緩過渡狀態，大大提高零件表面耐磨性能的同時，還提高了覆層與基體的結合強度，應力集中大大的降低，減少了脆裂傾向，提高了覆層的抗沖擊能力，然后將此工藝與零件最終的熱處理工藝進行優化整合，對于提高模具壽命具有十分重要的意義。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的流程框圖。

圖2為本發明一個實施例的模具截面鉻-釩元素相對強度變化圖。

具體實施方式

為更好地理解本發明，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。