一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法技术

本发明专利技术公开了一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法，该方法的具体步骤包括：研磨、氮化处理、涂层和二次研磨，在涂层工序前增设的研磨工序，可以使伞齿轮冷温锻模具的表面粗糙度小于0.10微米，十分有利于后续氮化以及涂层材料与模具基体的附着，通过增加氮化处理工序，使模具组织内无不良脉状组织以及白亮层组织，使得模具的冲击韧性提高，氮化与涂层之间的研磨工序，能够消除模具表面的硬脆组织，采用TiCN作为涂层材料，可以有效提高模具表面耐磨性能。

A Method of Extending the Service Life of Cold and Warm Forging Die for Bevel Gear

【技术实现步骤摘要】
一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法
本专利技术涉及汽车配件生产
，具体是一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法。
技术介绍
冷锻模具通常采用的表面处理工艺是，在模具表面进行PVD处理，是利用物理过程实现物质转移，将原子或分子转移到模具钢材表面上。实际工作中所需要的涂层厚度在温度300-500℃时即可获得，需要涂层的模具钢必须具有很高的耐回火稳定性，涂层是在淬火和回火之后涂上的，也不会造成显著的尺寸变形或者硬度损失。温锻模具通常采用的表面处理工艺是在模具表面进行氮化处理，常见的有等离子体渗氮及气体渗氮，这种工艺是通过扩散或者辐射的方法将起硬化作用的合金元素渗入母体金属内，会在模具表面形成一个具有良好耐磨性的坚硬外表层。冷挤压技术是一种高效的少切屑加工技术，精度高,具有较高的生产效率成形后可以获得较高的综合力学性能和较好的制品表面质量,随着汽车向高性能、低成本、低能耗方向的发展，采用冷挤压工艺净成形或近成形复杂的汽车零件是当今汽车制造业的发展趋势。现有技术中，伞齿轮温锻模具采用的传统氮化处理工艺，不能克服氮化后形成的大量脉状组织和白亮层，而且表面硬度变化梯度陡。该类氮化物，具有较好的抗磨损性能，但硬且脆，不宜受冲击载荷，特别是对于应用于高速锻造设备中的模具，冲击载荷大、冷热疲劳交替，模具表面极易造成表面剥落及掉块。伞齿轮冷锻模具采用的PVD处理工艺，由于常用涂层材料CrN、TiC、TiN或TiAlN硬度通常会大大超过模具基体硬度，往往造成涂层材料覆着力差，极易造成涂层剥落现象。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术的不足,本专利技术提供了一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法,该方法能够极大的提升伞齿轮冷温锻模具寿命。防止模具产生的早期剥落及掉块现象，主要通过实现涂层与模具基体之间的过渡层，使得硬度梯度平缓。技术方案：为了实现以上目的，本专利技术所述的一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法，该方法的具体步骤如下：(a)研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.10mm以内；(b)氮化处理在对模具氮化处理前，先将模具表面应清洗干净，然后将模具置入氮化炉内进炉抽真空，抽真空至1mbar后，以1.5立升每小时的量向氮化炉内通入氮气复压，使氮化炉内充满氮气以保证炉内无空气，且保持正压，然后氮化炉通过加热升温阶段、保温阶段和冷却阶段实现对模具进行氮化处理；(c)涂层待伞齿轮模芯从组合模具中压出后，对其进行涂层处理；(d)二次研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.10mm以内。作为本专利技术的进一步优选，步骤(b)中所述的加热升温阶段采用两段式控温法。作为本专利技术的进一步优选，所述的加热升温阶段氮化炉内的温度为500℃～560℃。作为本专利技术的进一步优选，步骤(b)中所述的保温阶段分为强渗和扩散两个阶段。作为本专利技术的进一步优选，所述的强渗阶段，Kn值控制在3-5之间，扩散阶段，Kn值控制在1-3之间。作为本专利技术的进一步优选，所述的保温阶段的温度均为500℃～560℃。作为本专利技术的进一步优选，步骤(b)中所述的冷却阶段为加热保温阶段结束后，以每小时200℃的速度降温，降温至100℃以下出炉空冷至室温。作为本专利技术的进一步优选，步骤(C)中涂层的材料为TiCN，涂层的厚度为3um-5um。有益效果：本专利技术所述的一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法，与现有技术相比，具有以下优点：(1)在涂层工序前增设的研磨工序，可以使伞齿轮冷温锻模具的表面粗糙度小于0.10微米，十分有利于后续氮化以及涂层材料与模具基体的附着；(2)通过增加氮化处理工序，使模具组织内无不良脉状组织以及白亮层组织，使得模具的冲击韧性提高；(3)氮化与涂层之间的研磨工序，能够消除模具表面的硬脆组织；(4)采用TiCN作为涂层材料，可以有效提高模具表面耐磨性能。附图说明图1为伞齿轮模具的主视图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。如图1所示为伞齿轮模具的主视图，本专利技术所述的一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法，该方法的具体步骤包括：研磨、氮化处理、涂层和二次研磨。实施例1(a)研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.10mm；(b)氮化处理在对模具氮化处理前，先将模具表面应清洗干净，然后将模具置入氮化炉内进炉抽真空，抽真空至1mbar后，以1.5立升每小时的量向氮化炉内通入氮气复压，使氮化炉内充满氮气以保证炉内无空气，且保持正压，然后氮化炉通过加热升温阶段、保温阶段和冷却阶段实现对模具进行氮化处理，加热升温阶段采用两段式控温法，加热升温阶段氮化炉内的温度为500℃，保温阶段分为强渗和扩散两个阶段，强渗阶段Kn值控制在3，扩散阶段Kn值控制在1，保温阶段的温度均为500℃，冷却阶段为加热保温阶段结束后，以每小时200℃的速度降温，降温至90℃出炉空冷至室温；(c)涂层待伞齿轮模芯从组合模具中压出后，对其进行涂层处理，涂层的材料为TiCN，涂层的厚度为3um；(d)二次研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.10mm。实施例2(a)研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.9mm；(b)氮化处理在对模具氮化处理前，先将模具表面应清洗干净，然后将模具置入氮化炉内进炉抽真空，抽真空至1mbar后，以1.5立升每小时的量向氮化炉内通入氮气复压，使氮化炉内充满氮气以保证炉内无空气，且保持正压，然后氮化炉通过加热升温阶段、保温阶段和冷却阶段实现对模具进行氮化处理，加热升温阶段采用两段式控温法，加热升温阶段氮化炉内的温度为550℃，保温阶段分为强渗和扩散两个阶段，强渗阶段Kn值控制在4，扩散阶段Kn值控制在2，保温阶段的温度均为540℃，冷却阶段为加热保温阶段结束后，以每小时200℃的速度降温，降温至80℃出炉空冷至室温；(c)涂层待伞齿轮模芯从组合模具中压出后，对其进行涂层处理，涂层的材料为TiCN，涂层的厚度为4um；(d)二次研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.9。实施例3(a)研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.8；(b)氮化处理在对模具氮化处理前，先将模具表面应清洗干净，然后将模具置入氮化炉内进炉抽真空，抽真空至1mbar后，以1.5立升每小时的量向氮化炉内通入氮气复压，使氮化炉内充满氮气以保证炉内无空气，且保持正压，然后氮化炉通过加热升温阶段、保温阶段和冷却阶段实现对模具进行氮化处理，加热升温阶段采用两段式控温法，加热升温阶段氮化炉内的温度为560℃，保温阶段分为强渗和扩散两个阶段，强渗阶段Kn值控制在5，扩散阶段Kn值控制在3，保温阶段的温度均为560℃，冷却阶段为加热保温阶段结束后，以每小时200℃的速度降温，降温至80℃出炉空冷至室温；(c)涂层待伞齿轮模芯从组合模具中压出后，对其进行涂层处理，涂层的材料为TiCN，涂层的厚度为5um；(d)二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：(a)研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.10mm以内；(b)氮化处理在对模具氮化处理前，先将模具表面应清洗干净，然后将模具置入氮化炉内进炉抽真空，抽真空至1mbar后，以1.5立升每小时的量向氮化炉内通入氮气复压，使氮化炉内充满氮气以保证炉内无空气，且保持正压，然后氮化炉通过加热升温阶段、保温阶段和冷却阶段实现对模具进行氮化处理；(c)涂层待伞齿轮模芯从组合模具中压出后，对其进行涂层处理；(d)二次研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.10mm以内。

【技术特征摘要】
1.一种延长伞齿轮冷温锻模具使用寿命的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：(a)研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.10mm以内；(b)氮化处理在对模具氮化处理前，先将模具表面应清洗干净，然后将模具置入氮化炉内进炉抽真空，抽真空至1mbar后，以1.5立升每小时的量向氮化炉内通入氮气复压，使氮化炉内充满氮气以保证炉内无空气，且保持正压，然后氮化炉通过加热升温阶段、保温阶段和冷却阶段实现对模具进行氮化处理；(c)涂层待伞齿轮模芯从组合模具中压出后，对其进行涂层处理；(d)二次研磨采用人工研磨方式，将磨料颗粒涂敷在研具上，通过研具与模具做相对运动，使得加工表面粗糙度在0.10mm以内。2.根据权利要求1所述的一种齿条的冷挤压成形方法，其特征在于：步骤(b)中所述的加热升温阶段采用两段式控温法。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑英俊，章立预，
申请(专利权)人：太仓久信精密模具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32