一种压铸模具表面的喷丸强化方法技术

本发明专利技术提供了一种压铸模具表面的喷丸强化方法，包括以下步骤：步骤1)，将需要喷丸强化处理的压铸模具进行表面氮化处理，在压铸模具表面形成氮原子渗入层和氮化白层，氮化白层的硬度大于压铸模具表面的硬度；步骤2)，用具有第一粒径及第一硬度的第一喷丸介质对压铸模具表面进行初步喷丸强化处理；步骤3)，用具有第二粒径及第二硬度的第二喷丸介质对压铸模具表面进行二次喷丸强化处理；第一硬度大于压铸模具表面的硬度，第二硬度大于氮化白层的硬度，第二粒径小于第一粒径。经过本发明专利技术处理后的压铸模具表面的耐热疲劳性能和耐高温性能显著提升，压铸模具表面的氮化白层被彻底去除，压铸模具表面具有较好的光泽度。压铸模具表面具有较好的光泽度。

【技术实现步骤摘要】
一种压铸模具表面的喷丸强化方法


[0001]本专利技术涉及模具材料表面的强化处理
，具体而言，涉及一种压铸模具表面的喷丸强化方法。

技术介绍

[0002]随着现代工业技术的发展，对模具材料的需求量越来越多，对其使用性能也提出了更高的要求。努力提高模具的力学性能，延长模具的使用寿命，将为人类社会带来可观的社会效益和经济效益。
[0003]从节省能源、充分发挥材料的性能潜力、获得特殊性能和最大技术经济效益出发，采用表面处理技术对模具的表面进行强化，是提高模具使用性能和寿命的行之有效的主要手段。所谓表面处理技术，是通过施加各种覆盖或者采用机械、物理、化学等方法来改变材料表面形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态，从而提高材料的整体使用性能。喷丸强化就是其中的一项经济、简便而有效的模具表面处理技术。喷丸强化是借助于硬丸粒，高速、连续锤击金属表面，使其产生强烈的冷作硬化。通过喷丸可以明显改变金属表面的应力状态、显微硬度、表层的微观形貌，从而提高模具材料表面的疲劳强度、抗冲击磨损及抗应力腐蚀性能；喷丸还可以改变模具的表面粗糙度。
[0004]为了更大限度地提高模具的力学性能，模具表面喷丸强化处理之前，可对模具做表面氮化处理。所谓模具表面氮化，是指将模具放置于540℃至575℃的充氮环境中，进行长时间的氮原子扩散，扩散到模具表面的氮原子渗入模具表面形成渗入层，该渗入层能够提高模具材料的耐高温性能以及耐热疲劳性能；在模具表面形成氮原子渗入层的同时，模具的表面还会形成一层氮化白层，氮化白层位于渗入层的外面，硬度为70HRC左右(模具表面硬度通常为46
‑
48HRC)。由于氮化白层在592℃以上的环境下会分解成奥氏体，一旦氮化白层高温分解成奥氏体将会在模具表面提前形成热疲劳裂纹，从而影响模具的正常使用，而模具后期应用于模具型腔中时，模具型腔中的温度通常在600℃以上。模具表面氮化处理时形成的氮化白层无疑是有害的，影响模具后期在高温环境下的使用。因此模具在使用之前需要去掉模具表面的高硬度的氮化白层。现有技术中通常采用酸洗的方式去除模具表面的氮化白层，氮化白层不仅去除不均匀、不彻底，而且酸洗操作费时费力、不容易操作。
[0005]为此，如何实现对模具表面喷丸强化的同时去除模具表面的氮化白层，一直以来是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是通过模具表面喷丸强化的同时去除模具表面的氮化白层，以使模具获得更好的热疲劳性能和机械强度，最终提高模具的寿命和可靠性。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供一种压铸模具表面的喷丸强化方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1)，将需要喷丸强化处理的压铸模具进行表面氮化处理，在压铸模具表面形成氮原子渗入层和氮化白层，氮化白层的硬度大于压铸模具表面的硬度；
[0009]步骤2)，用具有第一粒径及第一硬度的第一喷丸介质对压铸模具表面进行初步喷丸强化处理；
[0010]步骤3)，用具有第二粒径及第二硬度的第二喷丸介质对压铸模具表面进行二次喷丸强化处理；
[0011]第一硬度大于压铸模具表面的硬度，第二硬度大于氮化白层的硬度，第二粒径小于第一粒径；步骤2)中喷射第一喷丸介质及步骤3)中喷射第二喷丸介质的喷射速度均为80
‑
250米/秒。
[0012]本专利技术相较于现有技术，有益之处在于：本专利技术通过步骤1)对压铸模具进行表面氮化处理，相较于没有进行表面氮化处理的压铸模具，表面氮化处理后的压铸模具的耐热疲劳性能更优，且压铸模具表面氮化处理后可显著提高压铸模具的耐高温性能；本专利技术步骤2)使用硬度大于压铸模具表面硬度的第一喷丸介质对表面氮化处理后的压铸模具进行初步喷丸强化处理，经过初步喷丸强化处理后，压铸模具表面可获得较高的压应力，从而进一步提高了压铸模具表面的耐热疲劳性能，初步喷丸强化处理时，第一喷丸介质的冲击力可部分击碎压铸模具表面的氮化白层，将氮化白层从压铸模具表面初步去除，同时，当第一喷丸介质喷射到压铸模具表面时，在第一喷丸介质的冲击以及压铸模具金属延展性的共同作用下，可实现对压铸模具表面的热疲劳裂纹以及压铸模具R角处微裂纹的修复；本专利技术步骤3)使用硬度大于氮化白层硬度的第二喷丸介质，对初步喷丸强化处理后的压铸模具表面进行二次喷丸强化处理，经二次喷丸强化处理后，压铸模具表面的氮化白层被彻底去除，压铸模具的耐热疲劳性能得到更进一步提升，压铸模具表面经压应力幅度和压应力作用范围测量，压应力幅度可达870MPA至970MPA，压应力作用深度可达0.2
‑
0.3毫米；此外，初步喷丸强化处理和二次喷丸强化处理时，第一喷丸介质和第二喷丸介质均会在压铸模具表面冲击出蜂窝状的凹坑，喷丸介质的粒径越小蜂窝状凹坑越密集，压铸模具表面的光洁度越高，本专利技术二次喷丸强化处理时，由于第二喷丸介质的粒径小于第一喷丸介质的粒径，更小粒径的第二喷丸介质冲击压铸模具表面可重塑压铸模具表面结构，压铸模具表面的光洁度得到提升的同时，可对压铸模具表面的热疲劳裂纹以及压铸模具R角处微裂纹起到进一步的修复作用。
[0013]进一步地，第一喷丸介质是粒径为0.1
‑
1.0毫米、硬度为60
‑
65HRC的SPM30高速钢丸粒。该SPM30高速钢丸粒相较于普通的钢珠硬度更高、粒径及质量更大，喷射作业时，SPM30高速钢丸粒对压铸模具表面的冲击力更大，更容易使压铸模具表面发生形变，而且粒径更大的SPM30高速钢丸粒喷射压铸模具表面更容易覆盖压铸模具R角处的微裂纹，实现对压铸模具R角处的微裂纹的修复。
[0014]进一步地，第二喷丸介质是粒径为0.04
‑
0.12毫米、硬度大于72HRC的Fe
‑
Cr
‑
B丸粒。加工时，选择比SPM30高速钢丸粒粒径更小的Fe
‑
Cr
‑
B丸粒，Fe
‑
Cr
‑
B丸粒喷射压铸模具表面时可提高压铸模具表面的光洁度，经Fe
‑
Cr
‑
B丸粒喷射后的模具表面的光洁度可控制在2
‑
3微米的范围内，达到亚光级别；同时，由于Fe
‑
Cr
‑
B丸粒的硬度大于压铸模具表面氮化白层的硬度，使用Fe
‑
Cr
‑
B丸粒喷射压铸模具表面时，Fe
‑
Cr
‑
B丸粒更容易击碎压铸模具表面的氮化白层，从而可将经SPM30高速钢丸粒一次冲击后仍残留在压铸模具表面的氮化白层彻底去除。
[0015]进一步地，步骤3)中喷射第二喷丸介质的喷射速度为100
‑
200米/秒。加工时，当喷
丸介质的喷射速度过低时，喷丸介质对模具表面的冲击力不足，会弱化模具表面的喷丸强化效果，当喷丸介质的喷射速度过高时，喷丸介质与模具表面之间摩擦生热的同时会产生火花，火花会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压铸模具表面的喷丸强化方法，包括以下步骤：步骤1)，将需要喷丸强化处理的压铸模具进行表面氮化处理，在所述压铸模具表面形成氮原子渗入层和氮化白层，所述氮化白层的硬度大于所述压铸模具表面的硬度；步骤2)，用具有第一粒径及第一硬度的第一喷丸介质对所述压铸模具表面进行初步喷丸强化处理；步骤3)，用具有第二粒径及第二硬度的第二喷丸介质对所述压铸模具表面进行二次喷丸强化处理；其特征在于：所述第一硬度大于所述压铸模具表面的硬度，所述第二硬度大于所述氮化白层的硬度，所述第二粒径小于所述第一粒径；所述步骤2)中喷射所述第一喷丸介质及所述步骤3)中喷射所述第二喷丸介质的喷射速度均为80
‑
250米/秒。2.根据权利要求1所述的压铸模具表面的喷丸强化方法，其特征在于：所述第一喷丸介质是粒径为0.1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：李实，姜传海，李浩，许明初，王裕波，
申请(专利权)人：宁波北仑博优模具技术有限公司，
类型：发明
国别省市：