[发明专利]一种不锈钢类成型模具PVD涂层前的处理工艺

说明书

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。