一种冷作模具表面盐浴处理方法技术

本发明专利技术提供一种冷作模具表面盐浴处理方法。本发明专利技术以含有碳化物形成元素的工业矿渣为碳化物形成元素源进行盐浴处理，不仅使废物获得利用，而且还一定程度上降低了由于矿渣排放带来的环境污染问题，同时大大降低了处理成本，冷作模具盐浴处理后，在其表面形成的被覆层，一方面可以大大提高模具的表面光洁度，另一方被覆层具有一定的自润滑作用可以减少模具使用过程中出现拉毛这样的缺陷，而且被覆层与模具基体间为冶金结合，且被覆层硬度可以高达2000‑4000HV，同时被覆层还有较好的耐磨及抗腐蚀性，经盐浴表面处理后模具寿命可以大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料表面处理
，特别涉及一种冷作模具表面盐浴处理方法。
技术介绍
模具是大批量生产各种制品的重要工艺设备，直接影响制品的质量和经济效益。随着模具工业的快速发展，模具寿命显得越来越重要。模具失效的主要原因是由于模具材料表面性能不高而引起的磨损失效，所以，研究先进的表面改性技术对于提高模具的使用寿命，节约成本，提高生产率有着十分重要的意义。表面强化技术作为提高模具使用性能和适用寿命的一种重要手段，在模具工业中占有十分重要的地位，得到了国内外的广泛重视，研究先进的表面改性技术对提高模具使用寿命，节约成本，提高生产效率有着十分重要的意义。目前，常用的表面强化处理技术有很多，主要有高能束热源表面强化(激光、电子束、离子束)技术、气相沉积技术(CVD、PVD)，热喷涂技术，化学热处理(渗碳、渗氮、渗硼、碳氮共渗)等方法，它们都是非常有效的强化手段，材料经表面强化处理以后，表面性能会得到很大的改善，从而延长使用寿命。但是，上述方法受工艺方法的限制，成本高，制约了上述技术在模具表面处理上的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种冷作模具表面盐浴处理方法。本专利技术提供的冷作模具表面盐浴处理方法成本低，处理得到的冷作模具表面耐磨性好，模具寿命有了大幅提高。本专利技术提供了一种冷作模具钢表面盐浴处理方法，包括以下步骤：(1)将无水硼酸加热熔化，得到盐浴；(2)将所述步骤(1)得到的盐浴与碳化物形成元素源和催化剂混合，得到混合盐浴；所述碳化物形成元素源为含有碳化物形成元素的工业矿渣；(3)向所述步骤(2)得到的混合盐浴中放入冷作模具，进行盐浴处理。优选的，所述步骤(1)中加热的温度为700～900℃。优选的，所述步骤(2)中碳化物形成元素源的质量为盐浴质量的5～50％。优选的，所述碳化物形成元素包括W、Mo、Cr、V和Ti中的一种或多种。优选的，所述步骤(2)中催化剂的质量为盐浴质量的1～5％。优选的，所述催化剂包括B4C、K2CO3和Na2CO3中的一种或多种。优选的，所述步骤(3)中盐浴处理的温度为800～1200℃，盐浴处理的时间为6～10h。优选的，所述冷作模具的材质包括T8钢、T10钢、Cr12MoV和Cr12中的一种。优选的，所述盐浴处理后还包括：将所述盐浴处理后的模具冷却，所述冷却的方式为油冷。优选的，所述冷作模具在盐浴处理前进行预处理。本专利技术提供了一种冷作模具表面盐浴处理方法。本专利技术通过向盐浴中加入碳化物形成元素源和催化剂对冷作模具进行盐浴处理，以含有碳化物形成元素的工业矿渣为碳化物形成元素源，不仅使废物获得利用，而且还一定程度上降低了由于矿渣排放带来的环境污染问题，同时大大降低了处理成本；冷作模具盐浴处理后，在其表面形成的金属碳化物被覆层，一方面可以大大提高模具的表面光洁度，另一方被覆层具有一定的自润滑作用可以减少模具使用过程中出现拉毛这样的缺陷，而且被覆层与模具基体间为冶金结合，且被覆层硬度可以高达2000-4000HV，同时被覆层还有较好的耐磨及抗腐蚀性，经盐浴表面处理后模具寿命可以大幅度提高。实验结果表明，本专利技术提供的盐浴处理方法处理的冷作模具表面显微硬度值可达3950HV，在10％HCl中腐,6h失重低至0.236mg/cm2，寿命可达98654次，与传统盐浴方法相比成本降低约80％。附图说明图1为本专利技术实施例1、2、3和4以及对比例1、2、3和4处理的冷作模具表面微观组织图；其中，图1a为对比例1，图1b为实施例1，图1c为对比例2，图1d为实施例2，图1e为对比例3，图1f为实施例3，图1g为对比例4，图1h为实施例4；图2为本专利技术实施例1和2以及对比例1、a、2和b处理的冷作模具耐磨性能曲线；其中，图2a为实施例1和对比例1和a试样耐磨性对比曲线，图2b为实施例2和对比例2和b试样耐磨性对比曲线。具体实施方式本专利技术提供了一种冷作模具表面盐浴处理方法，包括以下步骤：(1)将无水硼酸加热熔化，得到盐浴；(2)将所述步骤(1)得到的盐浴与碳化物形成元素源和催化剂混合，得到混合盐浴；所述碳化物形成元素源为含有碳化物形成元素的工业矿渣；(3)向所述步骤(2)得到的混合盐浴中放入冷作模具，进行盐浴处理。本专利技术将无水硼酸加热熔化，得到盐浴。在本专利技术中，所述加热的温度优选为700～900℃，更优选为750～850℃，最优选为780～820℃。本专利技术对所述加热的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加热盐浴的技术方案即可。得到盐浴后，本专利技术将所述盐浴与碳化物形成元素源和催化剂混合，得到混合盐浴；所述碳化物形成元素源为含有碳化物形成元素的工业矿渣。在本专利技术中，所述碳化物形成元素源的质量优选为盐浴质量的5～50％，更优选为10～40％，最优选为20～30％。在本专利技术中，所述碳化物形成元素包括W、Mo、Cr、V和Ti中的一种或多种。在本专利技术的实施例中，所述碳化物形成元素可具体为工业铬矿渣或工业钒矿渣。在本专利技术中，所述催化剂的质量优选为盐浴质量的1～5％，更优选为2～3％。本专利技术对所述催化剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的盐浴处理催化剂即可。在本专利技术中，所述催化剂优选包括B4C、K2CO3和Na2CO3中的一种或多种，更优选包括K2CO3和Na2CO3中的一种与B4C的复配。在本专利技术中，当所述催化剂包括K2CO3和Na2CO3中的一种与B4C的复配时，B4C与K2CO3或Na2CO3的质量比优选为1:0.8～1.2。本专利技术对所述混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合的技术方案即可。在本专利技术中，所述混合优选在搅拌条件下进行。在本专利技术中，所述搅拌优选为手动搅拌；所述搅拌的速率优选为30～60r/min，更优选为40～50r/min；所述搅拌的时间优选为3～5min。得到混合盐浴后，本专利技术向所述混合盐浴中放入冷作模具，进行盐浴处理。在本专利技术中，所述盐浴处理的温度优选为800～1200℃，更优选为900～1100℃，最优选为950～1050℃；所述盐浴处理的时间优选为6～10h，更优选为7～9h，最优选为7.5～8.5h。本专利技术对所述冷作模具的材质没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的冷做模具钢即可。在本专利技术中，所述冷作模具的材质优选包括T8钢、T10钢、Cr12MoV和Cr12中的一种。为去除冷作模具表面的杂质和油污，本专利技术优选在所述盐浴处理前对冷作模具进行预处理。本专利技术对所述预处理的方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的预处理的技术方案即可。在本专利技术中，所述预处理优选包括清洗。在本专利技术中，所述清洗的洗涤剂优选为乙醇。本专利技术优选在清洗后对冷作模具进行预热。本专利技术对所述预热的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的预热的技术方案即可。在本专利技术中，所述预热的温度优选为200～400℃，更优选为250～350℃，最优选为280～320℃；所述预热的时间优选为0.2～1h，更优选为0.4～0.6h。本专利技术优选在所述盐浴处理完成后将所述冷作模具冷却，所述冷却的方式优选为油冷。在本专利技术中，所述冷却的终止温度优选为不高于马氏体转变开始温度，更优选为室温。本专利技术优选在所述冷却结束后对冷作模具进行回火处理。本专利技术对所述回火处理的操作没有特殊的限定，采用本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷作模具表面盐浴处理方法，包括以下步骤：(1)将无水硼酸加热熔化，得到盐浴；(2)将所述步骤(1)得到的盐浴与碳化物形成元素源和催化剂混合，得到混合盐浴；所述碳化物形成元素源为含有碳化物形成元素的工业矿渣；(3)向所述步骤(2)得到的混合盐浴中放入冷作模具，进行盐浴处理。

【技术特征摘要】
1.一种冷作模具表面盐浴处理方法，包括以下步骤：(1)将无水硼酸加热熔化，得到盐浴；(2)将所述步骤(1)得到的盐浴与碳化物形成元素源和催化剂混合，得到混合盐浴；所述碳化物形成元素源为含有碳化物形成元素的工业矿渣；(3)向所述步骤(2)得到的混合盐浴中放入冷作模具，进行盐浴处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中加热的温度为700～900℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中碳化物形成元素源的质量为盐浴质量的5～50％。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳化物形成元素包括W、Mo、Cr、V和Ti中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗平，董仕节，官旭，熊灿，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42