[发明专利]一种模具表面快速渗金属处理方法

说明书

本发明提出了一种模具表面快速渗金属处理方法，包括以下步骤：(1)将按渗金属技术配置的金属盐在渗金属盐炉内加热熔化，并对熔盐进行净化处理，升温至950℃；(2)模具在900℃的中温盐炉中预热，保温时间35分钟；(3)经预热的模具迅速挂入950℃渗金属盐炉内保温，保温时间为30分钟；(4)保温后随炉升温到980℃，保温10分钟；(5)高温段保温后随炉降温到950℃，保温20～30分钟；(6)根据模具设计的材料和覆层深度要求，设置多个依次重复(4)、(5)等幅脉冲循环处理周期，其中最后一个周期的最后一次循环升温到模具设计的淬火固溶温度。

技术领域

本发明涉及一种金属模具表面的强化处理，尤其是一种模具表面快速渗金属处理方法。

背景技术

模具寿命的高低是衡量模具质量的重要指标之一，它不仅影响产品质量，而且影响生产效率和成本。因此，模具表面的强化处理日益受到人们的重视，除了传统的钢铁热处理外，表面处理技术已经成为新兴发展起来的一门重要学科。TD(ThermalDiffisionCarbide Coating Process)覆层处理技术(熔盐浸镶法)是热扩散法碳化物覆层处理的简称，亦称TD熔盐渗金属技术处理，首先由日本丰田中央研究所发明，是一种有效解决模具拉伤问题并可大幅提高模具寿命的表面处理技术。其原理是将模具置于特种介质中，通过900～1000℃、保温3～10小时的高温扩散作用，在模具表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物覆层，该覆层具有硬度高(HV可达3200左右)，致密光滑，与基体冶金结合，具有极高的耐磨、抗咬合、耐蚀等性能，与物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)相比，具有设备简单，投资成本低，操作方便等优点，倍受重视。

在生产过程中发现：渗金属工艺虽然提高了模具表面的硬度，但也存在不足，①由于模具经长时间(3～10小时)的高温保温，造成材料晶粒粗大，导致模具韧性下降；②由于模具材料淬火温度会高达1100～1150℃，金属盐在高温状态下会造成挥发污染；③熔盐随渗透温度的提高氧化加剧，影响渗层质量；④长时间的高温加热浪费能源。

发明内容

本发明的目的在于提出一种模具表面快速渗金属处理方法。

根据上述发明目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种模具表面快速渗金属处理方法，其为等幅脉冲方法，包括以下步骤：

(1)将按渗金属技术配置的金属盐在渗金属盐炉内加热熔化，并对熔盐进行净化处理，升温至950℃；

(2)模具在900℃的中温盐炉中预热，保温时间35分钟；

(3)经预热的模具迅速挂入950℃渗金属盐炉内保温，保温时间为30分钟；

(4)保温后随炉升温到980℃，保温10分钟；

(5)高温段保温后随炉降温到950℃，保温20～30分钟；

(6)根据模具设计的材料和覆层深度要求，设置多个依次重复(4)、(5)等幅脉冲循环处理周期，其中最后一个周期的最后一次循环升温到模具设计的淬火固溶温度，该温度按处理材料的热处理淬火温度低20～50℃设定，保温5～20分钟。

优选地，所述的多个等幅脉冲循环处理周期为2个。

优选地，所述的等幅脉冲和阶梯脉冲的总渗金属加热保温时间在5小时内。

与现有技术相比，本发明利用热波动来增加金属原子的动能、以提高在金属内渗入原子的迁移速度为基本原理，采用了等幅脉冲和阶梯脉冲两种工艺方法，实现金属模具表面强化处理，克服了传统处理工艺加热时间长、温度高的缺陷，从而获得了在缩短工艺处理时间、降低工艺温度、减少环境污染、提高渗层质量、减少能源浪费等方面的显著进步和明显效果。

具体实施方式