[发明专利]一种钢制轮毂冷冲压模具的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种冲压模具的制备方法。

背景技术

钢制轮毂在成本和安全性方面较之铝合金轮毂有很大优势，目前被广泛应用于载重汽车中。钢制轮毂常用的生产方式是通过冷冲压模具在压力作用下将合金钢板冲压而成，冷冲压模具的使用寿命是钢制轮毂批量化生产的重要影响因素。冷冲压模具多以Cr12MoV模具钢为原材料，原材料和加工制造成本均较高。因此，如何提高冷冲压模具的使用寿命，对于降低企业生产成本，提高生产效率，具有十分重要的意义。

目前，常用于提高冷冲压模具使用寿命的方式有：一、优化冷冲压模具的结构设计；二、正确的冷冲压模具选材；三、合理的冷冲压模具热处理工艺。生产中，由于冷冲压模具要承受巨大的压力和磨损，即便采用了上述三种方法，其实际使用寿命依然很低。工程技术人员还尝试通过喷涂硬质材料的方式提高冷冲压模具表面的硬度和耐磨性，但在实际生产中，由于喷涂材料与冷冲压模具表面为机械结合，在巨大压力下极易脱落，使用效果很差，无法满足轮毂厂家对延长冷冲压模具寿命的需求。

发明内容

本发明提供了一种工艺简单、能够提高冷冲压模具的使用寿命、降低企业生产成本的钢制轮毂冷冲压模具的制备方法。

本发明的技术方案如下：

(1)以40Cr为原材料，按标准图纸加工完成钢制轮毂冷冲压模具。

(2)用丙酮将上述冷冲压模具待合金化的型腔表面清洗干净。

(3)按体积比为1:20的比例，将粒度为800-1000目纯铬金属粉末和乳白胶充分混合，混合均匀后涂抹在上述冷冲压模具待合金化的型腔表面，涂层厚度为0.1-0.2mm，晾干。

(4)采用大功率半导体激光器对步骤(3)的冷冲压模具的型腔表面进行扫描，扫描的工艺参数为：

激光器功率P＝1800-3800W；

扫描速度V＝400-800mm/min；

矩形光斑尺寸为2×8mm；

搭接率为10％-30％。

经激光扫描后，所述冷冲压模具待合金化的型腔表面原位生成高铬碳化物合金层，达到模具强化的目的，制得一种强化钢制轮毂冷冲压模具。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、选用价格较为便宜的40Cr作为冷冲压模具的原材料，替代了传统Cr 12MoV、Cr12等价格昂贵的合金模具，降低了企业的生产成本。

2、所选择的纯铬金属粉末在激光扫描后原位生成高铬碳化物合金层，具有硬度高、耐磨性能优异的特点，合金层与40Cr冷冲模具表面为冶金结合，制得的强化钢制轮毂冷冲压模具比较传统轮毂冷冲压模具的使用寿命提高2倍。

具体实施方式

实施例1

以40Cr为原材料，按标准图纸加工完成钢制轮毂冷冲压模具，用丙酮将冷冲压模具待合金化的型腔表面清洗干净。按体积比为1:20的比例，将粒度为800-1000目的纯铬金属粉末和乳白胶充分混合，混合均匀后涂抹在冷冲压模具待强化的型腔表面，涂层厚度为0.1mm，晾干。用大功率半导体激光器对冷冲压模具的型腔表面进行扫描，激光扫描的工艺参数为：激光器功率P＝1800W；扫描速度V＝400mm/min；矩形光斑尺寸为2×8mm；搭接率为10％，在40Cr冷冲模具表面原位生成耐磨的高铬碳化物合金层。

实施例2

以40Cr为原材料，按标准图纸加工完成钢制轮毂冷冲压模具，用丙酮将冷冲压模具待合金化的型腔表面清洗干净。按体积比为1:20的比例，将粒度为800-1000目的纯铬金属粉末和乳白胶充分混合，混合均匀后涂抹在冷冲压模具待合金化的型腔表面，涂层厚度为0.2mm，晾干。用大功率半导体激光器对冷冲压模具的型腔表面进行扫描，激光扫描的工艺参数为：激光器功率P＝2400W；扫描速度V＝500mm/min；矩形光斑尺寸为2×8mm；搭接率为15％，在40Cr冷冲模具表面原位生成耐磨的高铬碳化物合金层。

实施例3

以40Cr为原材料，按标准图纸加工完成钢制轮毂冷冲压模具，用丙酮将冷冲压模具待合金化的型腔表面清洗干净。按体积比为1:20的比例，将粒度为800-1000目的纯铬金属粉末和乳白胶充分混合，混合均匀后涂抹在冷冲压模具待合金化的型腔表面，涂层厚度为0.15mm，晾干。用大功率半导体激光器对冷冲压模具的型腔表面进行扫描，激光扫描的工艺参数为：激光器功率P＝3000W；扫描速度V＝600mm/min；矩形光斑尺寸为2×8mm；搭接率为20％，在40Cr冷冲模具表面原位生成耐磨的高铬碳化物合金层。