[发明专利]一种冲压模具上模的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲压模具的热处理工艺，尤其涉及对冲床冲头的热处理工艺。

背景技术

为提高冲压切削、整形、成型模具工作部位的耐磨性能，要通过热处理提高模具表面的硬度，同时，还需要使模具具有一定的机械强度。随着应用的发展，不锈钢、合金制品板材的冲切加工越来越多，各型号不锈钢，其切削性能较差，常规的模具在加工这些材料时，经常由于“积瘤”导致模具的使用寿命极短，从而更加大了不锈钢制品的加工成本。为克服该问题，只能是降低模具的精度，比如减小上模的尺寸，这样，制成品的边缘毛刺较大，需后续增加

碳纳米管具有良好的力学性能，CNTs抗拉强度达到50～200GPa，是钢的100倍，密度却只有钢的1/6，至少比常规石墨纤维高一个数量级；它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管，其抗拉强度约800GPa。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料，可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸。目前在工业上常用的增强型纤维中，决定强度的一个关键因素是长径比，即长度和直径之比。目前材料工程师希望得到的长径比至少是20∶1，而碳纳米管的长径比一般在1000∶1以上，是理想的高强度纤维材料。此外，碳纳米管的熔点是目前已知材料中最高的。但是，原始状态的碳纳米管具有强疏水性，同时彼此之间存在极强的团聚作用，因此在水及有机溶剂、高分子基体中均很难分散，易聚集成团，难溶于任何溶剂，妨碍了对其进行分子水平研究及操作应用。

名称“制备高浓度稳定碳纳米管水溶液的方法”，申请号：200810102321.7的专利申请文件，公开了一种高浓度稳定型碳纳米管水溶液的方法，该文件中同时公开了大量其它制备交底浓度水溶液的方法，也就是说碳纳米管水溶液、混悬液(悬浮溶液)的制备技术已进入一个发展的阶段。迄今，绝大多数的浓酸超声修饰方法得到的碳纳米管水溶液浓度仍然比较低，一般在0.01-0.2mg/ml，而且通常需要表面活性剂或生物大分子的辅助；但这种浓度的碳纳米管水溶液，以及更高/低浓度的碳纳米管水溶液目前已经具备了成熟的制备方法。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种能提高模具使用寿命的冲压模具上模的热处理工艺。

本发明的技术方案是：包括淬火步骤，淬火前将上模加热至1120±10℃，随即将上模浸入淬火溶液中，所述淬火溶液包括水和碳纳米管，水和碳纳米管的重量比为1000∶0.1-5。

本发明的淬火溶液采用了碳纳米管水溶液，在水淬过程中，少量碳纳米管“嵌附”到了模具的表面上，使得模具表面的机械性能大大改善。在试验过程中，在调整尺寸精度的情况下，模具的使用寿命相比与常规热处理工艺的模具仍提高了2-3倍；且大大提高了加工精度。

具体实施方式

实施例1

上模采用LD钢，淬火前将上模加热至1110℃，随即将上模浸入淬火溶液中，淬火溶液包括水和碳纳米管，水和碳纳米管的重量比为1000∶5。制得模具表面硬度64HRC。

实施例2

上模采用高速钢(W6Cr4V2)，淬火前将上模加热至1130℃，随即将上模浸入淬火溶液中，所述淬火溶液包括水和碳纳米管，水和碳纳米管的重量比为1000∶0.1。制得模具表面硬度63HRC。

实施例3

上模采用高速钢(SKD11)，淬火前将上模加热至1120℃，随即将上模浸入淬火溶液中，所述淬火溶液包括水和碳纳米管，水和碳纳米管的重量比为1000∶1。制得模具表面硬度64HRC。

试验对比：

上述未经本发明热处理的数据来自日常统计。经本发明热处理的模具数据来自试验厂家生产线。至今，试验使用尚未结束。