[发明专利]一种金属模具表面强化工艺

说明书

本发明提供一种金属模具表面强化工艺，将金属模具进行吹砂处理，随后放入含有水基清洗剂超声波清洗机中清洗，后经蒸馏水清洗、真空干燥完成预处理；配置电解液：将硅酸钠、氢氧化钡、锰酸铝钾、碳酸氢钠、磷酸二氢钾、丙三醇和水混合，超声处理15‑25min；将预处理完成的金属模具放入电解液中，通入直流电，电流密度为9‑15A/dm²，通电时间为5‑10min，反应温度为15‑25℃；随后清洗、干燥备用；将前面处理后的金属模具放入离子氮化炉内进行氮化处理，具体工艺参数包括：极间距为20‑30mm，阴极偏压≤200V，真空压力≤3Pa，气体流量250‑350L/h，氮化压力为150‑200Pa，氮化温度650‑800℃，氮化时间2‑4h；氮化结束后冷却后即可得到表面经强化处理的金属模具。

技术领域

本发明涉及金属模具制备技术领域，具体涉及一种金属模具表面强化工艺。

背景技术

模具配件指的是模具行业专有的用于冲压模具、塑胶模具或FA自动化设备上的金属配件的总称。模具配件包含有：冲针、冲头、导柱、导套、顶针、司筒、钢珠套、无给油导套、无给油滑板、导柱组件等。导柱是用于模具中，与组件组合使用以确保模具 精准定位进行活动，并引导模具行程的导向元件。金属模具导柱使用过程中所遇到的最大挑战是其表面因磨损、疲劳、腐蚀等所导致的破坏和失效。因此，实际的工程应用对金属磨具导柱的表面硬度、耐磨性、精度与光洁度等都有较高要求。

传统金属模具的表面处理工艺为：将粗加工好的毛坯件高温（920℃）渗碳6小时，低温（200℃）回火2小时，以提高导柱表面硬度与耐磨性；再经磨床加工达到使用要求的表面精度与光洁度。但其仍存在耐磨损、抗氧化能力、高温稳定性、硬度性能的不足，金属模具的服役性能差已成为制约我国装备制造业高速发展的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中传统金属模具表面处理工艺存在的上述不足，提供一种金属模具表面强化工艺，以强化其耐磨、耐高温、抗氧化等能力，延长其使用寿命。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种金属模具表面强化工艺，包括如下步骤：

S1：将金属模具进行吹砂处理，随后放入含有水基清洗剂超声波清洗机中清洗，后经蒸馏水清洗、真空干燥完成预处理；

S2：配置电解液：将1-3份硅酸钠、2-4份氢氧化钡、3-6份锰酸铝钾、1-5份碳酸氢钠、3-8份磷酸二氢钾、8-12份丙三醇和30-50份水混合，超声处理15-25min；

S3：将步骤S1预处理完成金属模具放入电解液中，通入直流电，电流密度为9-15A/dm²，通电时间为5-10min，反应温度为15-25℃；随后清洗、干燥备用；

S4：将步骤S3处理后的金属模具放入离子氮化炉内进行氮化处理，具体工艺参数包括：极间距为20-30mm，阴极偏压≤200V，真空压力≤3Pa，气体流量250-350L/h，氮化压力为150-200Pa，氮化温度650-800℃，氮化时间2-4h；氮化结束后冷却后即可得到表面经强化处理的金属模具。

优选的，步骤S1中所述水基清洗剂的含量为5-12%，超声波清洗机清洗10-20min。

优选的，步骤S2中所述2份硅酸钠、3份氢氧化钡、5份锰酸铝钾、3份碳酸氢钠、6份磷酸二氢钾、10份丙三醇和45份水混合，超声处理22min。

优选的，步骤S3中所述电流密度为13A/dm²，通电时间为8min，反应温度为22℃。

优选的，步骤S4中所述具体工艺参数包括：极间距为25mm，阴极偏压≤200V，真空压力≤3Pa，气体流量300L/h，氮化压力为180Pa，氮化温度750℃，氮化时间3h。

上述任意一条所述强化工艺得到的金属模具。