[發明專利]一種延長傘齒輪冷溫鍛模具使用壽命的方法

在審

• 申請號: 201910304039.5
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110042341A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 鄭英俊;章立預
• 申請（專利權）人: 太倉久信精密模具股份有限公司
• 主分類號: C23C8/26
• 分類號: C23C8/26;C23C8/02;C23C28/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種延長傘齒輪冷溫鍛模具使用壽命的方法，該方法的具體步驟包括：研磨、氮化處理、涂層和二次研磨，在涂層工序前增設的研磨工序，可以使傘齒輪冷溫鍛模具的表面粗糙度小于0.10微米，十分有利于后續氮化以及涂層材料與模具基體的附著，通過增加氮化處理工序，使模具組織內無不良脈狀組織以及白亮層組織，使得模具的沖擊韌性提高，氮化與涂層之間的研磨工序，能夠消除模具表面的硬脆組織，采用TiCN作為涂層材料，可以有效提高模具表面耐磨性能。

技術領域

本發明涉及汽車配件生產技術領域，具體是一種延長傘齒輪冷溫鍛模具使用壽命的方法。

背景技術

冷鍛模具通常采用的表面處理工藝是，在模具表面進行PVD處理，是利用物理過程實現物質轉移，將原子或分子轉移到模具鋼材表面上。實際工作中所需要的涂層厚度在溫度300-500℃時即可獲得，需要涂層的模具鋼必須具有很高的耐回火穩定性，涂層是在淬火和回火之后涂上的，也不會造成顯著的尺寸變形或者硬度損失。

溫鍛模具通常采用的表面處理工藝是在模具表面進行氮化處理，常見的有等離子體滲氮及氣體滲氮，這種工藝是通過擴散或者輻射的方法將起硬化作用的合金元素滲入母體金屬內，會在模具表面形成一個具有良好耐磨性的堅硬外表層。

冷擠壓技術是一種高效的少切屑加工技術，精度高,具有較高的生產效率成形后可以獲得較高的綜合力學性能和較好的制品表面質量,隨著汽車向高性能、低成本、低能耗方向的發展，采用冷擠壓工藝凈成形或近成形復雜的汽車零件是當今汽車制造業的發展趨勢。

現有技術中，傘齒輪溫鍛模具采用的傳統氮化處理工藝，不能克服氮化后形成的大量脈狀組織和白亮層，而且表面硬度變化梯度陡。該類氮化物，具有較好的抗磨損性能，但硬且脆，不宜受沖擊載荷，特別是對于應用于高速鍛造設備中的模具，沖擊載荷大、冷熱疲勞交替，模具表面極易造成表面剝落及掉塊。

傘齒輪冷鍛模具采用的PVD處理工藝，由于常用涂層材料CrN、TiC、TiN或TiAlN硬度通常會大大超過模具基體硬度，往往造成涂層材料覆著力差，極易造成涂層剝落現象。

發明內容

發明目的：為了解決現有技術的不足,本發明提供了一種延長傘齒輪冷溫鍛模具使用壽命的方法,該方法能夠極大的提升傘齒輪冷溫鍛模具壽命。防止模具產生的早期剝落及掉塊現象，主要通過實現涂層與模具基體之間的過渡層，使得硬度梯度平緩。

技術方案：為了實現以上目的，本發明所述的一種延長傘齒輪冷溫鍛模具使用壽命的方法，該方法的具體步驟如下：

(a)研磨

采用人工研磨方式，將磨料顆粒涂敷在研具上，通過研具與模具做相對運動，使得加工表面粗糙度在0.10mm以內；

(b)氮化處理

在對模具氮化處理前，先將模具表面應清洗干凈，然后將模具置入氮化爐內進爐抽真空，抽真空至1mbar后，以1.5立升每小時的量向氮化爐內通入氮氣復壓，使氮化爐內充滿氮氣以保證爐內無空氣，且保持正壓，然后氮化爐通過加熱升溫階段、保溫階段和冷卻階段實現對模具進行氮化處理；

(c)涂層

待傘齒輪模芯從組合模具中壓出后，對其進行涂層處理；

(d)二次研磨

采用人工研磨方式，將磨料顆粒涂敷在研具上，通過研具與模具做相對運動，使得加工表面粗糙度在0.10mm以內。

作為本發明的進一步優選，步驟(b)中所述的加熱升溫階段采用兩段式控溫法。

作為本發明的進一步優選，所述的加熱升溫階段氮化爐內的溫度為500℃～560℃。

作為本發明的進一步優選，步驟(b)中所述的保溫階段分為強滲和擴散兩個階段。