一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010517746.1

申请日:

2010.10.25

公开号:

CN101935842A

公开日:

2011.01.05

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C23C 14/02公开日:20110105|||实质审查的生效IPC(主分类):C23F 17/00申请日:20101025|||公开

IPC分类号:

C23F17/00; C23C14/06

主分类号:

C23F17/00

申请人:

上海应用技术学院

发明人:

张而耕; 孔令超; 吴雁

地址:

200235 上海市徐汇区漕宝路120号

优先权:

专利代理机构:

上海申汇专利代理有限公司 31001

代理人:

吴宝根

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内容摘要

本发明公开了一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺,其特点是包括以下步骤:选择不锈钢类成型模具的材料,选择DC53、一胜百88、高速钢;不锈钢类成型模具基体热处理淬火后进行回火,回火温度高于520℃,使回火后的基体洛氏硬度高于HRC60;不锈钢类成型模具在PVD表面涂层之前进行抛光,使表面粗糙度低于Ra3.0;涂层类型的选择,选择TiCN或者AlTiN+DLC,涂层的厚度在单边4~6μm(微米)。本发明的有益效果是,利用本发明提供的方法可以保证这类模具涂层之后具有优良的性能,模具的寿命能够提高5倍以上,而且成型的零件表面光洁度高,次品率大大降低。

权利要求书

1: 一种不锈钢类成型模具 PVD 涂层前的处理工艺, 其特征在于, 包括以下步骤 : (1) 选择不锈钢类成型模具的材料 选择 DC53、 一胜百 88、 高速钢 ; (2) 不锈钢类成型模具基体热处理淬火后进行回火 回火温度高于 520℃, 使回火后的基体洛氏硬度高于 HRC60 ; (3) 不锈钢类成型模具在 PVD 表面涂层之前进行抛光 使表面粗糙度低于 Ra3.0 ; (4) 涂层类型的选择 选择 TiCN 或者 AlTiN+DLC, 涂层的厚度在单边 4 ~ 6μm。

说明书


一种不锈钢类成型模具 PVD 涂层前的处理工艺

    技术领域 本发明涉及一种涂层前处理工艺, 特别涉及一种不锈钢类成型模 具 PVD 涂层前处理工艺。
     背景技术 : 采用表面 PVD(物理气相沉积 Physical Vapor Deposition) 涂层能大幅度地改善和提 高模具的表面性能, 如硬度、 耐磨性、 抗摩擦性、 耐腐蚀性等, 提高模具型腔表面抗擦伤、 抗 咬合等特殊性能。PVD 涂层已经成为绝大多数模具提高寿命和效率不可缺少的手段并广泛 应用于拉伸模具、 剪切模具、 铝合金压铸模具和汽车冷镦模具等几个方面, 并取得了良好的 效果。 受模具材料的复杂性、 工业生产的多样性和生产工况的不同性等因素的影响, 进行涂 层时必须考虑模具材料、 热处理、 被加工材料、 成型方式等不同情况, 否则经常会出现模具 涂层后性能不好, 甚至比不涂层时更差的情况, 不仅造成资源浪费, 还有可能限制这一技术 的发展。
     在各类成型模具中, 不锈钢类成型模具对性能的要求最高。由于不锈钢具有高韧 性、 高弹性和高强度, 所以使其产生塑性变形并进而成型对模具的间隙、 模具表面和基体的 性能要求都很高。如果不锈钢类模具不涂层或者涂层了但基体性能达不到要求, 那么极端 的情况可能连一个零件都成型不了。所以研究不锈钢类成型模具 PVD 涂层前的处理工艺显 得尤为重要。
     发明内容
     为了使不锈钢类成型模具涂层后具有优良的性能, 本发明提供了一种不锈钢类成 型模具 PVD 涂层前的处理工艺, 按照这些处理工艺, 就能够使其 PVD 涂层后不锈钢类成型模 具使用寿命大大提高。
     本发明解决其技术问题所采用的技术方案是, 一种不锈钢类成型模具 PVD 涂层前 的处理工艺, 其特点是包括以下步骤 : 1. 选择不锈钢类成型模具的材料 选择 DC53、 一胜百 88、 高速钢 ; 2.不锈钢类成型模具基体热处理淬火后进行回火 回火温度高于 520℃, 使回火后的基体洛氏硬度高于 HRC60 ; 3.不锈钢类成型模具在 PVD 表面涂层之前进行抛光 使表面粗糙度低于 Ra3.0 ; 4.涂层类型的选择 选择 TiCN(氮碳化钛) 或者 AlTiN+DLC(氮铝化钛 + 类金刚石) , 涂层的厚度在单边 4 ~ 6μm(微米) 。
     本发明的有益效果是, 利用本发明提供的方法可以保证这类模具涂层之后具有优 良的性能, 模具的寿命能够提高 5 倍以上, 而且成型的零件表面光洁度高, 次品率大大降 低。具体实施方式
     一种不锈钢类成型模具 PVD 涂层前的处理工艺, 其特点是包括以下步骤 : 1. 选择不锈钢类成型模具的材料 选择 DC53、 一胜百 88、 高速钢 ; 2.不锈钢类成型模具基体热处理淬火后进行回火 回火温度高于 520℃, 使回火后的基体洛氏硬度高于 HRC60 ; 3.不锈钢类成型模具在 PVD 表面涂层之前进行抛光 使表面粗糙度低于 Ra3.0 ; 4.涂层类型的选择 450~480℃涂层温度, 选择 TiCN(氮碳化钛) 或者 AlTiN+DLC(氮铝化钛 + 类金刚石) , 涂层的厚度在单边 4 ~ 6μm(微米) 。
     实施例 1: 某公司微波炉不锈钢门框拉伸模具的 PVD 涂层 某公司是专业生产微波炉不锈钢门框的, 材料是 314 不锈钢, 厚度为 1.2 毫米, 采用模 具拉伸一次成型。以前该公司采用的模具材料是 SKD11(一种模具钢) , 经热处理淬火并用 200℃回火后, 基体硬度为 HRC60, 在 450~480℃经过 TiCN(氮碳化钛, 灰色) 涂层后, 基体硬 度由于被退火而降低为 HRC57, 生产中只能拉伸 2000 个零件, 模具表面就拉毛了, 如果继续 使用, 拉伸出来的产品表面就有划痕, 属于不合格产品。
     经建议该公司采用本发明所述工艺, 基体材料选用 SKH-9 (一种高速钢) , 经热处理 淬火并采用 560℃回火后, 基体硬度为 HRC64, 表面抛光后在 450~480℃经过 TiCN(氮碳化 钛, 灰色) 涂层, 基体硬度保持 HRC64 不变, 涂层厚度单边为 5 微米。生产中在同等条件下可 以连续拉伸 8 万个工件, 而且工件的表面光洁度非常好。
     实施例 2 : 某公司洗衣机不锈钢外壳底板拉伸模具的 PVD 涂层 某公司是专业生产洗衣机不锈钢外壳底板拉伸件的, 材质为 316 不锈钢, 厚度为 0.8 毫 米, 采用铍青铜模具一次成型, 但是每次只能拉伸 300~400 个工件后, 铍青铜模具表面就出 现了划痕, 这时必须停车将模具表面抛光然后才能继续生产, 严重影响生产效率。
     经建议该公司采用本发明所述工艺, 基体材料选用 DC53(一种模具钢) , 经热处理 淬火并用 530℃回火后基体硬度为 HRC62, 表面抛光后在 450~480℃经过 AlTiN+DLC(氮铝 化钛 + 类金刚石, 黑灰色) 涂层, 基体硬度保持 HRC62 不变, 涂层厚度单边为 4 微米。生产中 在同等条件下可连续拉伸 10 万个工件, 而且工件的表面光洁度良好。4

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1、10申请公布号CN101935842A43申请公布日20110105CN101935842ACN101935842A21申请号201010517746122申请日20101025C23F17/00200601C23C14/0620060171申请人上海应用技术学院地址200235上海市徐汇区漕宝路120号72发明人张而耕孔令超吴雁74专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人吴宝根54发明名称一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺57摘要本发明公开了一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺,其特点是包括以下步骤选择不锈钢类成型模具的材料,选择DC53、一胜百88、高速钢;不锈钢。

2、类成型模具基体热处理淬火后进行回火,回火温度高于520,使回火后的基体洛氏硬度高于HRC60;不锈钢类成型模具在PVD表面涂层之前进行抛光,使表面粗糙度低于RA30;涂层类型的选择,选择TICN或者ALTINDLC,涂层的厚度在单边46M(微米)。本发明的有益效果是,利用本发明提供的方法可以保证这类模具涂层之后具有优良的性能,模具的寿命能够提高5倍以上,而且成型的零件表面光洁度高,次品率大大降低。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页CN101935842A1/1页21一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺,其特征在于,包括以下步骤1选择不锈。

3、钢类成型模具的材料选择DC53、一胜百88、高速钢;2不锈钢类成型模具基体热处理淬火后进行回火回火温度高于520,使回火后的基体洛氏硬度高于HRC60;3不锈钢类成型模具在PVD表面涂层之前进行抛光使表面粗糙度低于RA30;4涂层类型的选择选择TICN或者ALTINDLC,涂层的厚度在单边46M。权利要求书CN101935842A1/2页3一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺技术领域0001本发明涉及一种涂层前处理工艺,特别涉及一种不锈钢类成型模具PVD涂层前处理工艺。0002背景技术采用表面PVD(物理气相沉积PHYSICALVAPORDEPOSITION)涂层能大幅度地改善和提高模具。

4、的表面性能,如硬度、耐磨性、抗摩擦性、耐腐蚀性等,提高模具型腔表面抗擦伤、抗咬合等特殊性能。PVD涂层已经成为绝大多数模具提高寿命和效率不可缺少的手段并广泛应用于拉伸模具、剪切模具、铝合金压铸模具和汽车冷镦模具等几个方面,并取得了良好的效果。受模具材料的复杂性、工业生产的多样性和生产工况的不同性等因素的影响,进行涂层时必须考虑模具材料、热处理、被加工材料、成型方式等不同情况,否则经常会出现模具涂层后性能不好,甚至比不涂层时更差的情况,不仅造成资源浪费,还有可能限制这一技术的发展。0003在各类成型模具中,不锈钢类成型模具对性能的要求最高。由于不锈钢具有高韧性、高弹性和高强度,所以使其产生塑性变。

5、形并进而成型对模具的间隙、模具表面和基体的性能要求都很高。如果不锈钢类模具不涂层或者涂层了但基体性能达不到要求,那么极端的情况可能连一个零件都成型不了。所以研究不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺显得尤为重要。发明内容0004为了使不锈钢类成型模具涂层后具有优良的性能,本发明提供了一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺,按照这些处理工艺,就能够使其PVD涂层后不锈钢类成型模具使用寿命大大提高。0005本发明解决其技术问题所采用的技术方案是,一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺,其特点是包括以下步骤1选择不锈钢类成型模具的材料选择DC53、一胜百88、高速钢;2不锈钢类成型模具基体热。

6、处理淬火后进行回火回火温度高于520,使回火后的基体洛氏硬度高于HRC60;3不锈钢类成型模具在PVD表面涂层之前进行抛光使表面粗糙度低于RA30;4涂层类型的选择选择TICN(氮碳化钛)或者ALTINDLC(氮铝化钛类金刚石),涂层的厚度在单边46M(微米)。0006本发明的有益效果是,利用本发明提供的方法可以保证这类模具涂层之后具有优良的性能,模具的寿命能够提高5倍以上,而且成型的零件表面光洁度高,次品率大大降低。说明书CN101935842A2/2页4具体实施方式0007一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺,其特点是包括以下步骤1选择不锈钢类成型模具的材料选择DC53、一胜百88、。

7、高速钢;2不锈钢类成型模具基体热处理淬火后进行回火回火温度高于520,使回火后的基体洛氏硬度高于HRC60;3不锈钢类成型模具在PVD表面涂层之前进行抛光使表面粗糙度低于RA30;4涂层类型的选择450480涂层温度,选择TICN(氮碳化钛)或者ALTINDLC(氮铝化钛类金刚石),涂层的厚度在单边46M(微米)。0008实施例1某公司微波炉不锈钢门框拉伸模具的PVD涂层某公司是专业生产微波炉不锈钢门框的,材料是314不锈钢,厚度为12毫米,采用模具拉伸一次成型。以前该公司采用的模具材料是SKD11(一种模具钢),经热处理淬火并用200回火后,基体硬度为HRC60,在450480经过TICN(。

8、氮碳化钛,灰色)涂层后,基体硬度由于被退火而降低为HRC57,生产中只能拉伸2000个零件,模具表面就拉毛了,如果继续使用,拉伸出来的产品表面就有划痕,属于不合格产品。0009经建议该公司采用本发明所述工艺,基体材料选用SKH9(一种高速钢),经热处理淬火并采用560回火后,基体硬度为HRC64,表面抛光后在450480经过TICN(氮碳化钛,灰色)涂层,基体硬度保持HRC64不变,涂层厚度单边为5微米。生产中在同等条件下可以连续拉伸8万个工件,而且工件的表面光洁度非常好。0010实施例2某公司洗衣机不锈钢外壳底板拉伸模具的PVD涂层某公司是专业生产洗衣机不锈钢外壳底板拉伸件的,材质为316不锈钢,厚度为08毫米,采用铍青铜模具一次成型,但是每次只能拉伸300400个工件后,铍青铜模具表面就出现了划痕,这时必须停车将模具表面抛光然后才能继续生产,严重影响生产效率。0011经建议该公司采用本发明所述工艺,基体材料选用DC53(一种模具钢),经热处理淬火并用530回火后基体硬度为HRC62,表面抛光后在450480经过ALTINDLC(氮铝化钛类金刚石,黑灰色)涂层,基体硬度保持HRC62不变,涂层厚度单边为4微米。生产中在同等条件下可连续拉伸10万个工件,而且工件的表面光洁度良好。说明书。

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