本发明专利技术涉及模具表面处理技术领域，且公开了一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，包括以下步骤：S1、模具预处理：采用35000～40000rpm旋转表面抛光机或超声波研磨机对模具材料进行抛光，将各个表面打磨平整，再用100～400目砂纸打磨其表面，使其表面粗化，有利于增加模具材料表面附着力，随后对模具材料依次进行喷砂、超声波清洗和离子溅射清洗去除模具表面的杂质、氧化皮及油污后放置，备用。该增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，在PVD涂层的基础上，采用全新的Cr涂层技术，明显降低涂层间的应力，并提高了涂层的硬度以及涂层使用过程中耐疲劳性能，涂层与模具基体的结合力也大大提高，从而提升涂层整体性能。从而提升涂层整体性能。
【技术实现步骤摘要】
一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺
[0001]本专利技术涉及模具表面处理
，具体为一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺。
技术介绍
[0002]切边模，是利用冲模修边工序件的边缘，使其具有一定高度、直径和形状的冲压模具，切边模主要用于修整拉深件的边缘，让端面平整美观，便于下一步装配，切边模广泛用于机械制造、汽车零件生产、饮料瓶加工、紧固件模具配套等领域。
[0003]模具成型是制造产品的一种主要手段，不仅精度高、效率高，而且节省原材料，随着形势的发展，对其产品的材料、质量和耐用性也提出了更高的要求，比如对冲压件产品的强度要求越来越高，其材料从碳钢换为不锈钢，它的抗拉强度高，回弹性大，设计的成型模具要求间隙小，表面强度、硬度、耐磨性要求高，而传统的模具钢以及传统的模具表面强化方法(比如渗碳、氮化、碳氮共渗等)已满足不了生产的要求，故不仅要求模具钢要更新换代，而且其新的表面处理技术需推陈出新。
[0004]目前国外已大量采用先进的PVD涂层技术来提升模具表面的耐磨、耐高温、自润滑等性能，模具的寿命也提高了5～l0倍，若再辅以退涂技术，则一副模具可反复使用5～8次，从而大大提高了生产效率，降低了生产成本，对于传统碳钢冲压件，一套Crl2MoV材料成型模具可做到20万件，而对于不锈钢冲压件却只能做几千模次，且冲压件的表面质量不理想，甚至出现大量的废品，为适应现代材料技术的发展，需进一步提高模具成型材料的性能，故而提出一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺来解决上述问题。
专利技术内容
[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，具备涂层性能高等优点，解决了涂层性能不佳的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现上述涂层性能高目的，本专利技术提供如下技术方案：一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，包括以下步骤：
[0009]S1、模具预处理：采用35000～40000rpm旋转表面抛光机或超声波研磨机对模具材料进行抛光，将各个表面打磨平整，再用100～400目砂纸打磨其表面，使其表面粗化，有利于增加模具材料表面附着力，随后对模具材料依次进行喷砂、超声波清洗和离子溅射清洗去除模具表面的杂质、氧化皮及油污后放置，备用；
[0010]S2、模具预处理：在模具涂层制备前，需对模具回火处理三次，首次回火温度500～550℃，保温50～70min，二次以及三次回火温度550～600℃，保温50～60min，空冷，消除固溶处理的应力；
[0011]S3、涂层制备：通过物理气象沉积法用在模具材料表面形成约50um离子氮化渗透
加硬层并在表面形成约4～8um强化相纳米晶粒多层结构涂层后，再将模具放置涂层设备中，用夹具固定，采刚阴极电弧技术涂层进行沉积，沉积过程中开启Ti靶，通过控制模具基体的旋转速度和每个靶材的引弧时间在模具上沉积TiN生成膜层，涂层层数为10～20，然后开启Cr靶，在模具上沉积Cr/TiN生成复合多层膜；
[0012]S4、涂层检测：采用涂层厚度无损检测设备，对涂层后的模具基体表面涂层厚度进行测量5个点的平均厚度作为涂层的厚度值，采用压痕法测量膜基结合力，将洛氏硬度计的锥形金刚石压头，在一定的测试压力下压入被测涂层表面，保持一段时间后卸除压力，然后观察涂层的压痕及其边缘特征，涂层后模具基体的硬度同样采用洛氏硬度计进行测量，涂层的显微硬度通过纳米压痕仪进行测量，为减少基体对涂层显微硬度的影响，涂层的最大压痕深度应限制在涂层厚度的1/10以内，施加的载荷为15～25mN，取6个点的平均硬度作为涂层的显微硬度值。
[0013]优选的，所述步骤S1中的模具材料为SKH
‑
9型模具钢，所述步骤S1中模具材料依次进行喷砂、超声波清洗和离子溅射清洗时间为10～20min。
[0014]优选的，所述步骤S3中生成复合多层膜涂层边度值为2.3～2.78μ
m
，所述步骤S3中复合多层膜层数为20～30。
[0015]优选的，所述步骤S4中涂层厚度无损设备所采用系统为射线荧光测量系统(FISCHERSCOPEX.RAYXUL)，所述步骤S4中锥形金刚石压头圆锥夹角为120℃、尖顶半径为0.2mm。
[0016]优选的，所述步骤S4中检测时还可选取选用Cr12和Cr12MoV作为模具钢材与SKH
‑
9型模具钢进行对比，所述步骤S4中硬度测试控制在64～66HRC则为合格。
[0017](三)有益效果
[0018]与现有技术相比，本专利技术提供了一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，具备以下有益效果：
[0019]1、该增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，通过PVD涂层能够有效解决高强度板冲压件生产拉毛问题，表面处理镶块变形量小，镶块拼缝好，大大缩短了模具装配时间和调试周期和成本，且在PVD涂层的基础上，采用全新的Cr涂层技术，明显降低涂层间的应力，并提高了涂层的硬度以及涂层使用过程中耐疲劳性能，涂层与模具基体的结合力也大大提高，从而提升涂层整体性能。
[0020]2、该增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，采用SKH
‑
9代替传统的Cr12和Cr12MoV作为模具材料，可以将优异的材料性能与涂层技术相结合充分发挥材料的潜质，与Cr12和Cr12MoV相比，SKH
‑
9模具拥有更大的冲孔次数，将SKH
‑
9模具与Cr/TiN涂层相结合，模具使用寿命可以提高2倍以上。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]实施例一：
[0023]一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，包括以下步骤：
[0024]S1、模具预处理：采用35000rpm旋转表面抛光机或超声波研磨机对模具材料进行抛光，将各个表面打磨平整，再用100目砂纸打磨其表面，使其表面粗化，有利于增加模具材料表面附着力，随后对模具材料依次进行喷砂、超声波清洗和离子溅射清洗去除模具表面的杂质、氧化皮及油污后放置，备用，模具材料依次进行喷砂、超声波清洗和离子溅射清洗时间为10min，模具材料为SKH
‑
9型模具钢；
[0025]S2、模具预处理：在模具涂层制备前，需对模具回火处理三次，首次回火温度500℃，保温50min，二次以及三次回火温度550℃，保温50min，空冷，消除固溶处理的应力；
[0026]S3、涂层制备：通过物理气象沉积法用在模具材料表面形成约50um离子氮化渗透加硬层并在表面形成约4um强化相纳米晶粒多层结构涂层后，再将模具放本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、模具预处理：采用35000～40000rpm旋转表面抛光机或超声波研磨机对模具材料进行抛光，将各个表面打磨平整，再用100～400目砂纸打磨其表面，使其表面粗化，有利于增加模具材料表面附着力，随后对模具材料依次进行喷砂、超声波清洗和离子溅射清洗去除模具表面的杂质、氧化皮及油污后放置，备用；S2、模具预处理：在模具涂层制备前，需对模具回火处理三次，首次回火温度500～550℃，保温50～70min，二次以及三次回火温度550～600℃，保温50～60min，空冷，消除固溶处理的应力；S3、涂层制备：通过物理气象沉积法用在模具材料表面形成约50um离子氮化渗透加硬层并在表面形成约4～8um强化相纳米晶粒多层结构涂层后，再将模具放置涂层设备中，用夹具固定，采刚阴极电弧技术涂层进行沉积，沉积过程中开启Ti靶，通过控制模具基体的旋转速度和每个靶材的引弧时间在模具上沉积TiN生成膜层，涂层层数为10～20，然后开启Cr靶，在模具上沉积Cr/TiN生成复合多层膜；S4、涂层检测：采用涂层厚度无损检测设备，对涂层后的模具基体表面涂层厚度进行测量5个点的平均厚度作为涂层的厚度值，采用压痕法测量膜基结合力，将洛氏硬度计的锥形金刚石压头，在一定的测试压力下压入被测涂层表面，保持一段时间后卸除压力，然后观察涂层的压痕及其边缘特征，涂...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁运成，林资源，张镇江，赖建辉，
申请(专利权)人：正兴车轮集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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