[发明专利]钝化处理金属热加工工具的方法

说明书

本发明涉及的是一种化学溶液处理金属热加工工具表面使其钝化的方法。

对金属热加工通常要在其热变形温度下进行，例如金属钢的变形温度一般为1000～1300℃，在此条件下钢才能加工变形，工具对工件的变形力为几公斤到几万吨。由于热加工工具也是用金属钢制成与被加工工件属同一类型，所以当冷的工具与热的被加工工件接触时，工具温度随之逐步升高，尽管在加工时有的采用对工具进行冷却，但由于工具对工件加工是在高温高压区，工件时而发生“掉肉”被粘结在工具表面，粘钢后的工具在继续使用时，就会使工件成品表面造成凹坑、结疤等缺陷，严重时会使钢产品表面成为“树皮状”，产品无法使用。

为解决这一问题，曾对工具表面作堆焊、工具表面强碱处理、工具自然锈蚀处理、工具中温氧化法兰处理等试验，但都受到某些条件的限制。

本申请发明人曾在《机械制造》85（2）介绍了另一种对轧管机轧辊表面进行镀深处理的方法，提出了以铬酐及多种铬酸盐为侵蚀剂，再配合硫酸盐、磷化物、氯化物、氟化物、溴化物等无机酸盐作为活化剂的水处理溶液，将工具浸渍于此溶液中，使工具表面被侵蚀、吸附、形成钝化膜。在工具对工件进行热加工时，此膜既起到隔离作用，又因此膜在高温下熔化产生的润滑作用，从而有效地解决由工件“掉肉”而引起的工具粘钢问题，延常了工具使用寿命，并降低了能耗。

本发明首先的一个目的是提供一种采用这种侵蚀原理的方法，本发明的进一步目的是提供采用此原理时的其他更简便的操作方法。

本发明方法中使用的水处理溶液是以铬的无机化合物为侵蚀剂，如铭酸钾、铬酸钠等铬酸盐或铬酐等，在配合至少一种无机酸盐为活化剂，如硫酸、磷酸、氢卤酸，及其相应的盐类等含硫、磷、氯、氟、溴等离子化合物。如果活化剂中不含铁元素，还可适当添加铁屑。水处理溶液以重量计的组为为每1000份水应使用30～300份，活化剂30～300份及必要时添加少量的铁屑。

使用上述水处理溶液对工具表面进行钝化处理时，除可按已公开的浸渍方法外，还可以采用更简便的方法，如在常温下将水处理溶液采用喷涂或刷子涂敷于工具表面，喷涂或涂敷、浸渍了水处理溶液的热加工工具在通风条件下存放2天以上即可将工具用来对金属进行热加工。

在具体操作时，除用含有侵蚀剂和活化剂的混合水处理溶液处理工具以外，还可以将侵蚀剂与活化剂分别与水配制成相应的水溶液，先将活化剂水溶液处理工具表面，待晾干后，再用只含有铭无机化合物以外成分的水溶液处理工具表面，待晾干后，再用只含铬的无机化合物成分的水溶液处理工具表面，最后将工具在通风条件下存放2天以上，即可将工具用来对金属进行热加工，具有同样的使用效果。

经本发明的方法处理过的工具表面，其工具表面被侵蚀并吸附而形成的钝化膜。此膜层在与热加工件接触时，既防止工具表面粘结，又起到润滑作用，较好消除了工件表面结疤、凹坑等缺陷、普遍提高了产品表面质量一个等级，减少停机修摩工具时间，提高了车间作业率，延长了工具使用寿命，由于水处理溶液可被全部使用，也可产生对环境造成污染的废钝化液。

以下介绍本发明上述内容的若干实例：

例1：

在室温下，先将50%磷酸喷涂于金属热加工工具表面，待晾干后再将100克/千克的铬酐溶液用刷子涂敷到工具表面，在通风条件下存放2天以上，即可将工具用来对金属进行热加工。

例2

在室温下，将铬酸钠100克，硫酸钠100克溶于1000克水中，再加上2克，制成钝化水处理溶液，将这处理溶液涂敷到工具表面，工具表面被侵蚀、吸附形成钝化膜，在通风条件下存放2天，即可将工具用来对金属进行热加工。

例3

在室温下，将铬酸钾和氯化亚铁各100克溶于1000克水中，制成钝化水处理溶液，涂刷到工具表面，并存放在通风条件下2天以上，即可将工具来对金属进行热加工。

例4

在室温下，将铬酐300克，氯化钠15克，溴化钾15克，溶于1000克水中，加入2克铁屑，制成水处理溶液，将水处理溶液用喷涂方法，涂到工具表面，并在通风条件下存放2天，即可将工具用来对金属进行热加工。

例5

在室温下，将铬酸纳30克，硫酸铵300克，溶于1000克水中作一份，以若干份溶于广口容器内，将工具夹、吊到容器内进行浸渍，浸渍后在通风条件下存放2天以上，即可将工具用来对金属进行热加工。