一种齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法技术

本发明专利技术涉及一种齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，S1、确定模具在加工中成形压力较大区域，并在该成形压力较大区域处加工微凹坑；S2、在微凹坑内填入纳米二硫化钼。本发明专利技术所述的微凹坑形貌，是根据模具的成形机理，选择成形压力最大区域加工出的表面微织构，以此作为润滑介质的微存储器，在边界润滑及贫油条件下能有效提供润滑剂，改善精锻齿轮在成形过程中的机械性能和摩擦润滑性能，减少精锻模具的磨损量，提高模具寿命；以及微形貌加工方法具有高效、精密可控、对环境无污染、成本低等众多优势。

A Method for Surface Microtopography Treatment of Gear Composite Plastic Forming Die

The invention relates to a method for processing the surface micro-morphology of a gear compound plastic forming die, S1, determining the area where the forming pressure of the die is larger in processing, and processing micro-pits in the area where the forming pressure is larger; S2, filling nano-molybdenum disulfide in the micro-pits. According to the forming mechanism of the die, the surface micro-texture machined in the area of maximum forming pressure is selected as the micro-memory of lubricating medium, which can effectively provide lubricant under boundary lubrication and oil-poor conditions, improve the mechanical performance and friction and lubrication performance of the precision forging gear in the forming process, reduce the wear of the precision forging die and improve the die. It has many advantages, such as high efficiency, precise and controllable, no pollution to the environment, low cost and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法
本专利技术涉及一种模具领域，具体涉及一种齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法。
技术介绍
随着工业技术的不断发展，汽车、工程机械、轨道交通等领域对齿轮产品及其锻造生产提出了精密、高效等要求。开发优质、高效、节能节材的塑性成形新工艺，实现“净成形”与“近净成形”，是当前塑性加工领域的发展趋势。传统的、单一的齿轮热精锻技术，由于温度高材料变形抗力低、塑性好，成形力明显降低，但是由于热精锻的温度较高，材料易发生氧化、锻件表面质量较差。而冷精锻是在室温状态下进行的一种精锻成形工艺，生产的零部件尺寸精确、表面质量好，但由于其是在室温下进行的，材料变形抗力高且金属流动困难，会导致在锻造过程中成形载荷陡增，以及齿形角隅填充不满等问题。为了能够充分发挥热、冷精锻的优点，摒弃传统热、冷精锻的缺点，逐渐形成了多工位热/温锻-冷挤压复合成形工艺，此方法能够结合多种成形工艺的优点，解决单一工艺无法解决的成形缺陷和成形载荷高等缺点，并且此工艺能实现高速成形、高速传输，减少工序间的热处理，节约了能源、场地与人员，是一种节能减耗的先进成形技术。现有的技术，多用来提高精锻模具表面质量，对于解决精锻模具在成形过程中出现的齿轮上下角隅填充不满的技术还较少。常用的提高模具型腔质量的方法有PVD法、CVD法、PCVD法、气体氮化法、离子氮化法、激光表面强化、离子喷涂法等表面强化技术。这些表面强化技术在一定程度上改善了模具的型腔质量，提高了模具寿命，但是当模具型腔较为复杂时，就会对设备提出更高要求，常用的表面强化方法的实施就会受到一定程度上的限制，不利于大批量生产。中国专利200410039671.5公开了一种模具表面强化处理方法，其处理方法是：先将模具进行去应力操作，随后进行喷砂处理，通过此达到提高模具表面硬度的目的。此方法未能保证砂料的流通是否会造成模具型腔的损坏，降低模具使用寿命，且此方法工作环境较差、单位产量低。中国专利200710134551.7公开了一种激光毛化金属塑性成形模具，它在模具表面通过激光毛化处理得到特定的毛化形貌，以提高模具表面的耐磨抗磨、润滑减磨性能。但此方法并没有针对精锻模具在成形过程中出现的齿形填充不满的问题提出具体的解决方法。中国专利201110148422.X公开了一种金属塑性成形模具织构化自润滑处理方法，以实现模具表面的润滑性能的优化分布，改善材料的流动和模具的润滑抗磨性能，提高模具寿命和制品质量，该方法并不能解决精锻模具在成形过程中出现的上下角隅填充不完整的问题。中国专利201510359819.1公开了一种模具激光强化工艺，通过合理的激光强化工艺利用光纤激光器发出的激光束垂直照射模具，以实现用最经济的方式提供模具性能改进的效果。但该种方法并没有具体针对精锻模具成形过程出现的各种问题，提出具体的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，具体内容如下：一种齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，S1、确定模具在加工中成形压力较大区域，并在该成形压力较大区域处加工微凹坑；S2、在微凹坑内填入纳米二硫化钼。作为优选，在用于多工位热模锻的模具中的上凸模和下凹模表面加工微凹槽。作为优选，在用于多工位热模锻的模具中的下凹模下半区域沿齿根方向加工微凸点或微梗。作为优选，在用于冷挤压模具的凹模中沿齿形在齿根处分布所述微凹坑。作为优选，在用于冷挤压模具的凹模中的所述微凹坑内填入纳米二硫化钼和碳纳米管。作为优选，在多工位热模锻墩粗工位中的模具的所述微凹坑的参数为直径50-130,深度15-55，密度8-24%；在多工位热模锻预锻工位的下凹模成形压力最大处的所述微凹坑的参数为直径50-120,深度18-54，密度18-32%；在多工位热模锻终锻工位的下凹模成形压力最大处的所述微凹坑的参数为直径50-110,深度15-45，密度20-40%。作为优选，在多工位热模锻预锻工位的上凸模和下凹模表面的所述微凹槽的参数为宽度70-110，深度15-35，密度15-35%；在多工位热模锻终锻工位的上凸模和下凹模表面的所述微凹槽的参数为宽度35-85，深度15-35，密度15-35%。作为优选，在多工位热模锻预锻工位的下凹模型腔下半部分的齿根处的所述微梗的参数为宽度35-75，高度6-14，密度18-32%；在多工位热模锻终锻工位的下凹模型腔下半部分的齿根处的所述微凸点的参数为直径36-90，所述微凸点高度15-36，密度18-32%。作为优选，在冷挤压模具凹模中沿齿形分布在齿根处的所述微凹坑的参数为直径55-95，深度18-32，密度18-32%。作为优选，通过激光器在模具表面形成所述微凹坑；并对其表面进行抛光处理。本专利技术的有益效果是本专利技术所述的微凹坑形貌，是根据模具的成形机理，选择成形压力最大区域加工出的表面微织构，以此作为润滑介质的微存储器，在边界润滑及贫油条件下能有效提供润滑剂，改善精锻齿轮在成形过程中的机械性能和摩擦润滑性能，减少精锻模具的磨损量，提高模具寿命；以及微形貌加工方法具有高效、精密可控、对环境无污染、成本低等众多优势。表面微凹坑运用在多工位热精锻和冷挤压复合锻造工艺，与传统的单工序金属塑性成形工艺相比，能充分发挥模具表面微形貌的表面润滑、改善金属流动、减小成形载荷的作用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为下凹模表面微形貌分布示意图。图2为上凸模表面微形貌分布示意图。图3为另一种下凹模表面微形貌分布示意图。图4为微凹槽参数示意图，b是宽度，h是深度。图5为微凹坑参数示意图，D是直径，H是深度。图6为微梗参数示意图，c是宽度，d是高度。图7为微凸点参数示意图，F是直径，P是高度。图中：1、微凹坑，2、微凹槽，3、微梗。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1~7所示，本专利技术的一种齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，S1、确定模具在加工中成形压力较大区域，并在该成形压力较大区域处加工微凹坑1；S2、在微凹坑1内填入纳米二硫化钼。在多工位热模锻墩粗工位中的模具的所述微凹坑1的参数为直径50-130,深度15-55，密度8-24%；在多工位热模锻预锻工位的下凹模成形压力最大处的微凹坑1的参数为直径50-120,深度18-54，密度18-32%；在多工位热模锻终锻工位的下凹模成形压力最大处的微凹坑1的参数为直径50-110,深度15-45，密度20-40%。优选为：在多工位热模锻墩粗工位中，微凹坑1参数为直径60-120,深度20-50，密度10-20%。在多工位热模锻预锻工位的下凹模成形压力最大处(齿形处)加工的微凹坑1，参数为直径60-110,深度20-50，密度20-30%。在终锻工位的下凹模成形压力最大处(齿形处)加工微凹坑1的参数为直径60-100,深度20-40，密度25-35%。本专利技术所述的微凹坑1形貌，是根据模具的成形机理，选择成形压力最大区域加工出的表面微织构，以此作为润滑介质的微存储器，在边界润滑及贫油条件下能有效提供润滑剂，改善精锻齿轮在成形过程中的机械性能和摩擦润滑性能，减少精锻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，其特征在于：S1、确定模具在加工中成形压力较大区域，并在该成形压力较大区域处加工微凹坑；S2、在微凹坑内填入纳米二硫化钼。

【技术特征摘要】
1.一种齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，其特征在于：S1、确定模具在加工中成形压力较大区域，并在该成形压力较大区域处加工微凹坑；S2、在微凹坑内填入纳米二硫化钼。2.如权利要求1所述的齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，其特征在于:在用于多工位热模锻的模具中的上凸模和下凹模表面加工微凹槽。3.如权利要求2所述的齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，其特征在于:在用于多工位热模锻的模具中的下凹模下半区域沿齿根方向加工微凸点或微梗。4.如权利要求1所述的齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，其特征在于:在用于冷挤压模具的凹模中沿齿形在齿根处分布所述微凹坑。5.如权利要求4所述的齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，其特征在于:在用于冷挤压模具的凹模中的所述微凹坑内填入纳米二硫化钼和碳纳米管。6.如权利要求1所述的齿轮复合塑性成形模具表面微形貌处理方法，其特征在于:在多工位热模锻墩粗工位中的模具的所述微凹坑的参数为直径50-130μm，深度15-55μm，密度8-24%；在多工位热模锻预锻工位的下凹模成形压力最大处的所述微凹坑的参数为直径50-120μm，,深度18-54μm，密度18-32%；在多工位热模锻终锻工位的下凹模成形压力最...

【专利技术属性】
技术研发人员：解玄，刘建芳，华希俊，尹必峰，张加力，朱翊航，
申请(专利权)人：常州江苏大学工程技术研究院，南京江峰微特发动机科技有限公司，江苏大学，南京蔚岚环境技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32