[发明专利]一种预应力复合模的制作工艺

说明书

技术领域

本发明属于机械模具技术领域，涉及一种复合模块，特别是一种预应力复合模的制作工艺。

背景技术

目前，公知的热锻模具构造是由一种模具材料整体直接制造的，制造工艺大致是，模具钢料坯粗加工，热处理，精加工以及氮化等表面处理。传统模块是整体式结构，使用寿命偏低；如果硬度偏高一些脆性增大，存在较大早期开裂风险，从而只能牺牲使用硬度，增加韧性满足使用要求。热锻由于是在高温高压力下进行的加工，对模具及其模具材料等的要求十分苛刻，为了提高模具的质量和使用寿命，模具材料需要有镍、钨、钼等贵重金属构成，其价格十分昂贵。

然而热锻模具除了要求具有耐热、耐磨性能外，由于锻压时压应力相对集中，则要求模具具有一定的韧性，而整体模具很难耐热耐磨和冲击韧性两者兼顾，因此极易产生裂纹，随着裂纹在整体模块中的扩展，将使整体模块损伤甚至开裂，严重影响模块的正常使用。

为了解决上述问题，中国专利提出了一种复合式模具[申请号:200520008072.7；公告号：CN2776657Y]，它包括外模和内模，其中，外模由平面和曲面外模组成，外模为硬模，内模为软模，内模贴在外模的平面外模和曲面外模的内壁上，在内模与外模之间设有绳，绳的一端与内模固定在一起，绳的另一端与外模固定在一起，在外模的外壁设有支架。它在一定程度上增强了模具的结构强度，延长了模具的使用寿命。

但是，上述复合式模具由于外模为硬模，内模为软模，在工作时，承载力较差，一旦冲击力较大，在内模发生较大形变时容易导致外模破裂，使用稳定性不高，而且该模具在内模与外模之间还设有绳，结构比较复杂，模具的制造周期较长。

发明内容

本发明的是针对上述问题，提供一种易于实施，模具开发周期短，开发制造成本相对低廉，且模具承载力强，使用寿命长的预应力复合模块制造方法。

本发明的另一目的是针对上问题，提供一种结构简单，易于制造预应力复合模块，不需要分别对模芯和外模进行机械切削加工，不需要再对模芯、外模的尺寸精度要求配合装配。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本预应力复合模块的制造方法包括如下步骤：

A、模芯棒料：通过多向锻造对模具钢坯料加工制成设定横截面且呈长条状的模芯棒料，作为模芯材料；

B、复合浇铸：通过普通的复合浇铸工艺将外模材料浇铸包覆模芯棒料的外侧，并使得外模材料和模芯棒料两种不同性能的材料牢固复合为一体式结构的复合模棒料；

C、退火处理：复合模棒料坯料经过退火软化处理，一方面是降低坯料的硬度，可以进行切割加工和机械加工，另一方面可以消除应力；

D、下料切割：根据模块使用需要，按照设定尺寸进行切割，切割后得到复合模块毛坯，另外根据模块使用情况可以切割成带曲线分型面的复合模块；

E、淬火处理：通过热处理工艺模芯达到更高的使用硬度，又能保证模芯硬度又高于外模硬度，并使外模既有较高韧性,又有较高强度的收缩预应力,具有外模软与模芯硬的一体式复合结构。

热作预应力复合模块分为模芯和外模组成，模芯为高性能热作模具钢，外模为高强度预应力外套专用钢，并通过真空复合铸锭技术工艺创新，使模芯和外模两部分有机融合，制造出各种型状复合模棒料。热处理工艺既保证了模芯达到更高的使用硬度，又能保证模芯硬度又高于外模硬度，并使外模既有较高韧性,又有较高强度的收缩预应力,具有外软内硬的一体式复合结构。此种复合一体式结构非常适合制造热锻、红冲、热精锻、热温挤，以及冷冲模等模具。从而使模块具有更高的红硬性、耐磨性、强韧性、抗龟裂、抗早期开裂等综合性能有了质的提高，可大大提高模块的使用效率，有效降低生产承本；减少各种不可再生资源消耗浪费，由粗放型向集约型，建立绿色低碳科学可持续发展。

预应力复合模块可为规则几何形状，如：椭圆形预应力复合模块、菱形预应力复合模块、方形预应力复合模块、长方形预应力复合模块等。提高模具制造的生产效率和材料利用率，缩短模具制造周期，赢合预应力复合模块的标准化、系列化，可以得到广泛生产应用。我们新研发热作预应力复合模块可用于热作模具和冷作模具，如：热锻、红冲、热精锻、热温挤，以及冷冲模等。其最大的特点：与传统模块相同条件下，避免传统模块早期开裂风险，可以提高模具的使用寿命数倍，降低生产单位成本，提高劳动效率。

通过锯床或电火花切割对复合模棒料进行切割，可以以此获得所需尺寸模块，且单个复合模棒料可根据需要切割成数个模块，很好地提高了生产效率和材料的利用率。