高强度模具钢的再制造方法技术

本发明专利技术涉及模具钢的技术领域，特别是高强度模具钢，具体地是一种高强度模具钢的再制造方法，该再制造方法包括以下步骤：在高强度模具钢的表面形成多个微纳米凹槽；向多个微纳米凹槽中固结金属纳米颗粒，并在高强度模具钢的表面形成过渡底层；将铁基合金粉末熔合在过渡底层上形成熔覆中间层；在熔覆中间层上设置最外保护层，最外保护层中含有氮化硅和碳化硅中的至少一种。本发明专利技术能够保证高强度模具钢再制造的质量，使其能够在恶劣工作环境中使用，增大了高强度模具钢的应用范围；并且能够降低高强度模具钢的再制造成本、减少能源消耗和提高生产效率；还能够提高耐腐蚀性、减小材料残余应力和脆性、以及延长各种工作条件下的使用寿命。

Remanufacturing method of high strength die steel

The invention relates to the technical field of mould steel, especially high strength steel, in particular to the manufacturing method of high strength steel, the manufacturing method comprises the following steps: forming a plurality of grooves on the surface of micro nano high strength steel; to a plurality of micro nano groove in the consolidation of metal nanoparticles and the transition bottom layer formed on the surface of high strength steel; the iron-based alloy powder in the transition layer formed on the weld cladding layer; the cladding layer is provided between the outer protective layer, the protective layer containing at least one silicon nitride and silicon carbide. The invention can ensure the quality of high strength steel mold manufacturing, so that it can be used in harsh working environment, increase the scope of application of high strength steel; high strength steel mould and can reduce the remanufacturing cost and reduce energy consumption and improve production efficiency; can improve the corrosion resistance of materials, reduce the residual stress stress and brittleness, and prolong the service life of various working conditions.

【技术实现步骤摘要】
高强度模具钢的再制造方法
：本专利技术涉及模具钢的
，特别是高强度模具钢，具体地是一种高强度模具钢的再制造方法。
技术介绍
：模具是一种在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具，工业生产中用于注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼以及冲压等领域，各个不同领域的工作条件差别很大，所以制造模具的材料选择范围很广，目前在模具材料中应用最广的当属模具钢。模具钢大致可分为冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类，它们应具有高的硬度、强度和耐磨性，以及足够的韧性，还要高的淬透性和淬硬性等。其中，高强度模具钢具有足够高的硬度、红硬性、抗压屈服强度和抗压弯曲强度，例如冷作模具钢在室温条件下硬度保持在HRC60左右，热作模具钢一般要求保持在HRC40～55，又例如铬钼热作模具钢一般在550～600摄氏度的温度范围内保持其组织和性能的稳定。现有技术中，常规的模具钢经受退火、机加工和淬火过程，从而提高其强度和硬度，但往往又要求其具有优良的机加工性能，就需要对高强度模具钢作进一步的处理，例如常规的渗碳处理和渗氮处理；又例如专利CN103501936A公开了一种金属材料的表面处理方法，其包括：向主要由铁构成的金属材料的表面施用稀硫酸，在施用稀硫酸后、在于所述金属材料的表面层中形成氮化层的氮化条件下、在CO、CO2和有机气体中的至少一种存在下对所述金属材料进行热处理，以在金属材料的氮化层的表面上形成碳膜，该碳膜包括碳纳米线圈、碳纳米管和碳纳米丝中的至少一种；还有专利CN1263170A公开了一种具有优良机加工性能的高强度模具钢，主要由0.005～0.1％的C、不大于1.5％的Si、不大于2.0％的Mn、3.0～小于8.0％的Cr、不大于4.0％的Ni、0.1～2.0％的Al、不大于3.5％的Cu、余量的Fe及包括氮和氧的不可避免杂质组成，该钢有初始显微组织为马氏体的金属组织，其中作为杂质的氮和氧被限于不大于0.02％的氮和不大于0.003％的氧的含量范围；也有专利CN1384218A公开了一种耐烧结性及耐磨耗性均优良的中高温加工用被覆工具，其是以高温模具钢或高速钢作为基材，至少在作业面上有被覆层的中高温加工用工具，该被覆层是选自Ti、V、Cr、Al、Si中的至少1种的金属元素作为主体的氮化物、碳化物、碳氮化物的1种或以上所构成的a层，在基材上，并且在该a层上有硫化物的b层；同时，专利CN102108469A公开了一种制备热轧热矫直辊的方法，依次按照制备坯辊，调质处理，机械加工，表面淬火处理，回火处理，精加工步骤进行制得热轧热矫直辊，包括以下步骤：a、所采用的辊体材料是所述的改性H13热作模具钢；b、所述表面淬火处理是采用立式2500～3000HZ中频感应快速加热和压力喷水快速冷却的方式，其淬火温度控制在1130～1170℃范围内；c、所述回火处理是在回火炉中历经2次回火处理，回火温度控制在520℃～580℃范围内，每次回火处理时间≥10h；d、在所述回火处理时还包括辊体校直处理；所述校直处理采用重物压校高点的方式，在校直的同时消除校直应力；这些技术方案虽然能够满足高强度和优良的机加工性能，但对于耐腐蚀性和更长寿命的趋势已逐渐不能适应。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术制造的模具钢不能适应同时满足高强度和优良的机加工性能且能够适应于耐腐蚀性和更长寿命的趋势等缺点，提供一种高强度模具钢的再制造方法。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：高强度模具钢的再制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：准备待加工的高强度模具钢，并在高强度模具钢的表面形成多个微纳米凹槽；步骤2：向多个微纳米凹槽中固结金属纳米颗粒，并在高强度模具钢的表面形成过渡底层；步骤3：通过激光熔覆技术将铁基合金粉末熔合在过渡底层上形成熔覆中间层；步骤4：在所述熔覆中间层上设置最外保护层，所述最外保护层中含有氮化硅和碳化硅中的至少一种。其中，至少相邻的两个微纳米凹槽的深度不相等。其中，所述金属纳米颗粒的平均粒径为7～15nm。其中，所述金属纳米颗粒的材料为Cr含量比待加工的高强度模具钢多0.3％～1.1％的模具钢。其中，步骤2中通过PVD、CVD或电解沉积向多个微纳米凹槽中固结金属纳米颗粒。其中，所述铁基合金粉末中含有二氧化铈、三氧化二钇和三氧化二钕中至少一种。其中，步骤3中激光熔覆的功率为3700W～8400W，激光扫描速度为610mm/min～2200mm/min。其中，步骤3中激光的光斑直径为2mm～9mm。其中，所述熔覆中间层的硬度为55HRC～65HRC。本专利技术由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：本专利技术所述的高强度模具钢的再制造方法，能够保证高强度模具钢再制造的质量，使其能够在恶劣工作环境中使用，增大了高强度模具钢的应用范围；并且该方法易于实现，能够降低高强度模具钢的再制造成本、减少能源消耗和提高生产效率；还能够在同时满足高强度和优良的机加工性能的同时，提高耐腐蚀性、减小材料残余应力和脆性、以及延长各种工作条件下的使用寿命。附图说明：图1为本专利技术所述的高强度模具钢的结构示意图。具体实施方式：以下结合附图对本专利技术的内容作进一步说明。如图1所示，本专利技术所述的高强度模具钢的再制造方法，包括以下步骤：步骤1：准备待加工的高强度模具钢11，并在高强度模具钢11的表面形成多个微纳米凹槽；优选地，多个微纳米凹槽中至少相邻的两个微纳米凹槽的深度不相等，这样更方便于后续的进一步处理，保证其再制造的质量。步骤2：向多个微纳米凹槽中固结金属纳米颗粒，并在高强度模具钢11的表面形成过渡底层1；其中，所述金属纳米颗粒的平均粒径优选为7～15nm，从而满足过渡底层1的要求；同时，所述金属纳米颗粒的材料优选为Cr(铬)含量比待加工的高强度模具钢11多0.3％～1.1％的模具钢，这样使得过渡底层1能够与待加工的高强度模具钢11更好地融合在一起，提高高强度模具钢11再制造的质量。在本专利技术中，向多个微纳米凹槽中固结金属纳米颗粒可以通过表面涂层或沉积技术，优选例如PVD(物理气相沉积)、CVD(化学气相沉积)和电解沉积等，从而将金属纳米颗粒固结到多个微纳米凹槽中以形成过渡底层1。步骤3：通过激光熔覆技术将铁基合金粉末熔合在过渡底层1上形成熔覆中间层2；其中，优选所述铁基合金粉末中含有二氧化铈(CeO2)、三氧化二钇(Y2O3)和三氧化二钕(Nd2O3)中至少一种，这样有利于提高高强度模具钢的耐腐蚀性以及延长各种工作条件下的使用寿命。其中，激光熔覆的功率为3700W～8400W，激光扫描速度为610mm/min～2200mm/min，以及激光的光斑直径为2mm～9mm。其中，优选所述熔覆中间层2的硬度为55HRC～65HRC。步骤4：在所述熔覆中间层2上设置最外保护层3，所述最外保护层3中含有氮化硅和碳化硅中的至少一种；由于氮化硅和碳化硅均具有较好的耐磨性能和抗氧化性能，使得最外保护层3能够更好地保护熔覆中间层2，进而使再制造的高强度模具钢具有耐腐蚀性和各种工作条件下更长的使用寿命。实施例下面借助具体实施方案详细解释本专利技术实施例1首先在准备待加工的高强度模具钢11的表面形成多个深度不一的微纳米凹槽，然后通过PVD技术在多个微纳米凹槽中固结平均粒径7n本文档来自技高网...

【技术保护点】
高强度模具钢的再制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：准备待加工的高强度模具钢，并在高强度模具钢的表面形成多个微纳米凹槽；步骤2：向多个微纳米凹槽中固结金属纳米颗粒，并在高强度模具钢的表面形成过渡底层；步骤3：通过激光熔覆技术将铁基合金粉末熔合在过渡底层上形成熔覆中间层；步骤4：在所述熔覆中间层上设置最外保护层，所述最外保护层中含有氮化硅和碳化硅中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.高强度模具钢的再制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：准备待加工的高强度模具钢，并在高强度模具钢的表面形成多个微纳米凹槽；步骤2：向多个微纳米凹槽中固结金属纳米颗粒，并在高强度模具钢的表面形成过渡底层；步骤3：通过激光熔覆技术将铁基合金粉末熔合在过渡底层上形成熔覆中间层；步骤4：在所述熔覆中间层上设置最外保护层，所述最外保护层中含有氮化硅和碳化硅中的至少一种。2.根据权利要求1所述的高强度模具钢的再制造方法，其特征在于：多个微纳米凹槽中至少相邻的两个微纳米凹槽的深度不相等。3.根据权利要求1所述的高强度模具钢的再制造方法，其特征在于：所述金属纳米颗粒的平均粒径为7～15nm。4.根据权利要求1所述的高强度模具钢的再制造方法，其特征在于：所述金属纳米颗粒的材料为Cr含量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志明，王刚，孙玉虎，
申请(专利权)人：江苏祥和电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32