[发明专利]一种对冲头表面进行纳米化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对冲头表面进行纳米化的方法。

背景技术

在模具加工中，冲头是一个必不可少的工具，为了使冲头耐磨性能加强，并且不易发生裂纹，需要在其表面涂层，通常选用的涂层材料是TiC或TiN，这样的涂层具有优良的抗机械磨损的性能，但涂层与基体的热膨胀系数存在差异，结构和性能匹配较差，涂层脆性大，不耐冲击性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种对冲头表面进行纳米化的方法，使得冲头表面形成与基体材料化学成分相同，具有纳米结构特征的表层，表层与基体间结合良好，性能过度均匀，冲头表面的抗疲劳性能、耐冲击性能、耐磨性能优越。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种对冲头表面进行纳米化的方法，它包括以下步骤：

(1)按常规工艺对冲头依次进行正火、退火、调质、淬火、回火处理；

(2)在(1)步骤处理后，将高压清洗机的喷嘴置于冲头表面100-300mm处，把水和TiC或水和TiN的微粒混合物通过喷嘴喷射到冲头表面，冲击5-10分钟，液体压力控制在15-20MPa，液体流量控制在10-15L/min，TiC或TiN的颗粒粒径为800μm-2mm；

(3)经透射电镜观察到冲头表面的纳米相均匀细化，即冲头表面纳米化完成。

本发明具有的优点和积极效果是：用上述技术方案生产出的冲头表面与基材结合强度高、硬度高、抗剥离性强，冲头使用寿命是带有TiC或TiN涂层冲头的2～3倍，具有方法简单、能耗少、效率高、成品质量高的优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种对冲头表面进行纳米化的方法，包括如下步骤：

(1)按常规工艺条件对碳素钢材质的冲头依次进行正火、退火、调质、淬火、回火处理；

(2)在(1)步骤处理后，将高压清洗机的喷嘴置于冲头表面100mm处，把水和TiC的微粒混合物通过喷嘴喷射到冲头表面，液体压力为15MPa，液体流量为15L/min，TiC颗粒粒径为800μm，冲击8分钟，经透射电镜观察到冲头表面的纳米相均匀细化，尺寸平均为100nm，纳米化层的深度在12μm左右。

实施例2

一种对冲头表面进行纳米化的方法，包括如下步骤：

(1)按常规工艺条件对合金钢材质的冲头依次进行正火、退火、调质、淬火、回火处理；

(2)在(1)步骤处理后，将高压清洗机的喷嘴置于冲头表面300mm处，水和TiN的微粒混合物通过喷嘴喷射到冲头表面，液体压力控制在20MPa，液体流量控制在12L/min，TiN的颗粒粒径为1mm，冲击5分钟，经透射电镜观察到冲头表面的纳米相均匀细化，尺寸平均为80nm，纳米化层的深度在15μm左右。

表面纳米化的冲头的使用寿命在8000次以上，而TiC或TiN涂层的冲头使用寿命则在3000次-4000次之间，前者的使用寿命比后者提高了2-3倍。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。