一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具及其加工工藝。包括模具本體和開(kāi)設(shè)在模具本體內(nèi)的模具型腔，所述模具本體包括基體和設(shè)置在基體外表面的基體灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層；所述模具型腔包括基體型腔和設(shè)置在基體型腔內(nèi)表面的基體型腔灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層。本發(fā)明耐高溫磨損涂層為灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層，由于含鋁的成份高，所以其抗熱性能極高，硬度為1800HV以上,厚度為1-4um，摩擦系數(shù)為0.7，在900℃時(shí) 具有較高的抗沖擊性能，延長(zhǎng)了模具的使用壽命，減少了工人的換模次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具及其加工工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模具，尤其涉及一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具。

【背景技術(shù)】
[0002]氣門熱成型模具通常采用如圖1所示結(jié)構(gòu)，氣門熱成型模具材料一般采用3Cr2W8Vo因?yàn)槭菬岢尚?，模具股役時(shí)會(huì)有很高的溫度，為了提高模具使用壽命，在使用過(guò)程中都是采用油和石墨粉調(diào)和進(jìn)行冷卻、潤(rùn)滑。盡管如此，3Cr2W8V模具的使用壽命也不理想，模具使用壽命不夠理想，單次壽命在800至1000次。而且磨損后修復(fù)較為麻煩，需要進(jìn)行粗車、精車、拋光處理，而且模具修復(fù)一次后總壽命同時(shí)在縮短，(模具高度變化)；工作時(shí)石墨油冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的油煙，對(duì)人體造成傷害，工作環(huán)境十分惡劣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明還提供了一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具，使用該成型模具生產(chǎn)氣門時(shí)，模具不需要石墨油冷卻，工作環(huán)境好，模具使用壽命長(zhǎng)，減少了模具的修復(fù)次數(shù)和提高了氣門毛坯的表面粗糙度。
[0004]為此本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括模具本體(I)和開(kāi)設(shè)在模具本體(I)內(nèi)的模具型腔(2 )，所述模具本體(I)包括基體(11)和設(shè)置在基體(11)外表面的基體灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層(12 );所述模具型腔(2 )包括基體型腔(22 )和設(shè)置在基體型腔(22 )內(nèi)表面的基體型腔灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層(21)。
[0005]所述基體(11)材料為H13合金鋼。
[0006]一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具的加工工藝，按照以下步驟進(jìn)行:
1)坯料進(jìn)行十鐓十拔鍛打；
2)退火:升溫到850°C±10°C，保溫，然后打開(kāi)爐門，坯料降到750°C ±10°C后，再保溫，爐冷到530°C _550°C出爐，室溫冷卻；
3)進(jìn)行粗加工；
4)在1050°C的條件下淬火；
5)加熱后工件在淬火油中冷卻至350-400°C后空氣冷卻；
6)回火:采用600-650°C回火三次；
7)精加工成型；
8)型腔表面進(jìn)行精拋光處理；
9)模具清洗整體表面氮化高鋁鈦PVD涂層處理。
[0007]所述9)步驟中:基體(11)外表面及基體型腔(22)內(nèi)表面由氮化高鋁鈦PVD涂層采用輝光放電等離子體中氮擴(kuò)散進(jìn)入脫層中。
[0008]所述涂層厚度為l_4um。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:耐高溫磨損涂層為灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層，由于含鋁的成份高，所以其抗熱性能極高，硬度為1800HV以上，厚度為l_4um，摩擦系數(shù)為0.7，在900°C時(shí)具有較高的抗沖擊性能，延長(zhǎng)了模具的使用壽命，減少了工人的換模次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率；使用該模具生產(chǎn)時(shí)，也不需要石墨油冷卻，改善了工作環(huán)境；對(duì)模具修復(fù)也只須進(jìn)行拋光處理和表面改性處理，修復(fù)也更為簡(jiǎn)便，降低了模具的材料成本。
[0010]基體表面及腔體內(nèi)表面是由氮化高鋁鈦PVD涂層采用輝光放電等離子體中氮擴(kuò)散進(jìn)入脫層中，從而增強(qiáng)工件表面硬度和耐磨性能的工藝加工而成，硬度在1800HV以上，具有較高的抗沖擊性能，由于氮化高鋁鈦PVD涂層表層得到較小的硬質(zhì)顆粒，從而具有較高的抗磨損能力，延長(zhǎng)了模具的使用壽命，減少了工人的換模次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為【背景技術(shù)】3Cr2W8V模具外形。
[0012]圖2為本發(fā)明氣門耐高溫磨損涂層成型模具。
[0013]圖中I為模具本體、2為模具型腔；
11為基體、12為基體灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層；
21為型腔灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層、22為基體型腔。

【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例一:
本發(fā)明包括模具本體I和開(kāi)設(shè)在模具本體I內(nèi)的模具型腔2，所述模具本體I包括基體11和設(shè)置在基體11外表面的基體灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層12 ;所述模具型腔2包括基體型腔22和設(shè)置在基體型腔22內(nèi)表面的基體型腔灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層21。
[0015]所述基體11材料為Hl3合金鋼。
[0016]一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具的加工工藝，按照以下步驟進(jìn)行:
1)坯料進(jìn)行十鐓十拔鍛打；
2)退火:升溫到850°C，保溫，然后打開(kāi)爐門，坯料降到750°C后，再保溫，爐冷到540°C出爐，室溫冷卻；
3)進(jìn)行粗加工；
4)在1050°C的條件下淬火；
5)加熱后工件在淬火油中冷卻至380°C后空氣冷卻；
6)回火:采用620°C回火三次；
7)精加工成型；
8)型腔表面進(jìn)行精拋光處理；
9)模具清洗整體表面氮化高鋁鈦PVD涂層處理。
[0017]所述9)步驟中:基體11外表面及基體型腔22內(nèi)表面由氮化高鋁鈦PVD涂層采用輝光放電等離子體中氮擴(kuò)散進(jìn)入脫層中。
[0018]所述涂層厚度為4um。
[0019]實(shí)施例二:
本發(fā)明包括模具本體I和開(kāi)設(shè)在模具本體I內(nèi)的模具型腔2，所述模具本體I包括基體11和設(shè)置在基體11外表面的基體灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層12 ;所述模具型腔2包括基體型腔22和設(shè)置在基體型腔22內(nèi)表面的基體型腔灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層21。
[0020]所述基體11材料為Hl3合金鋼。
[0021]一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具的加工工藝，按照以下步驟進(jìn)行:
1)坯料進(jìn)行十鐓十拔鍛打；
2)退火:升溫到840°C，保溫，然后打開(kāi)爐門，坯料降到760°C后，再保溫，爐冷到550°C出爐，室溫冷卻；
3)進(jìn)行粗加工；
4)在1050°C的條件下淬火；
5)加熱后工件在淬火油中冷卻至350°C后空氣冷卻；
6)回火:采用600°C回火三次；
7)精加工成型；
8)型腔表面進(jìn)行精拋光處理；
9)模具清洗整體表面氮化高鋁鈦PVD涂層處理。
[0022]所述9)步驟中:基體11外表面及基體型腔22內(nèi)表面由氮化高鋁鈦PVD涂層采用輝光放電等離子體中氮擴(kuò)散進(jìn)入脫層中。
[0023]所述涂層厚度為lum。
[0024]實(shí)施例三:
本發(fā)明包括模具本體I和開(kāi)設(shè)在模具本體I內(nèi)的模具型腔2，所述模具本體I包括基體11和設(shè)置在基體11外表面的基體灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層12 ;所述模具型腔2包括基體型腔22和設(shè)置在基體型腔22內(nèi)表面的基體型腔灰黑色氮化高鋁鈦PVD涂層21。
[0025]所述基體11材料為Hl3合金鋼。
[0026]一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具的加工工藝，按照以下步驟進(jìn)行:
1)坯料進(jìn)行十鐓十拔鍛打；
2)退火:升溫到860°C，保溫，然后打開(kāi)爐門，坯料降到740°C后，再保溫，爐冷到530°C出爐，室溫冷卻；
3)進(jìn)行粗加工；
4)在1050°C的條件下淬火；
5)加熱后工件在淬火油中冷卻至400°C后空氣冷卻；
6)回火:采用650°C回火三次；
7)精加工成型；
8)型腔表面進(jìn)行精拋光處理；
9)模具清洗整體表面氮化高鋁鈦PVD涂層處理。
[0027]所述9)步驟中:基體11外表面及基體型腔22內(nèi)表面由氮化高鋁鈦PVD涂層采用輝光放電等離子體中氮擴(kuò)散進(jìn)入脫層中。
[0028]所述涂層厚度為2um。
【權(quán)利要求】
1.一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具，包括模具本體(1)和開(kāi)設(shè)在模具本體(1)內(nèi)的模具型腔(2 )，其特征在于，所述模具本體(1)包括基體(11)和設(shè)置在基體(11)外表面的基體灰黑色氮化高鋁鈦？卩0涂層(12):所述模具型腔(2)包括基體型腔(22)和設(shè)置在基體型腔(22 )內(nèi)表面的基體型腔灰黑色氮化高鋁鈦涂層(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具，其特征在于，所述基體(11)材料為013合金鋼。
3.一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具的加工工藝，其特征在于，按照以下步驟進(jìn)行: 1)坯料進(jìn)行十鐓十拔鍛打； 2)退火:升溫到8501:±101，保溫，然后打開(kāi)爐門，坯料降到7501: ±101:后，再保溫，爐冷到5301: -5501:出爐，室溫冷卻； 3)進(jìn)行粗加工； 4)在10501:的條件下淬火； 5)加熱后工件在淬火油中冷卻至350-4001:后空氣冷卻； 6)回火:采用600-6501:回火三次； 7)精加工成型； 8)型腔表面進(jìn)行精拋光處理； 9)模具清洗整體表面氮化高鋁鈦？卩0涂層處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具的加工工藝，其特征在于，所述9)步驟中:基體(11)外表面及基體型腔(22)內(nèi)表面由氮化高鋁鈦？乂0涂層采用輝光放電等離子體中氮擴(kuò)散進(jìn)入脫層中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣門耐高溫磨損涂層成型模具的加工工藝，其特征在于，所述涂層厚度為1-411111。
【文檔編號(hào)】B29C33/38GK104494125SQ201410667026
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】杜舉才, 徐巍巍 申請(qǐng)人:揚(yáng)州光輝內(nèi)燃機(jī)配件有限公司