[发明专利]一种气门耐高温磨损涂层成型模具及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种模具，尤其涉及一种气门耐高温磨损涂层成型模具。

背景技术

气门热成型模具通常采用如图1所示结构，气门热成型模具材料一般采用3Cr2W8V。因为是热成型,模具股役时会有很高的温度, 为了提高模具使用寿命，在使用过程中都是采用油和石墨粉调和进行冷却、润滑。尽管如此，3Cr2W8V模具的使用寿命也不理想，模具使用寿命不够理想，单次寿命在800至1000次。而且磨损后修复较为麻烦，需要进行粗车、精车、抛光处理，而且模具修复一次后总寿命同时在缩短，（模具高度变化）；工作时石墨油冷却过程中会产生很大的油烟，对人体造成伤害，工作环境十分恶劣。

发明内容

本发明还提供了一种气门耐高温磨损涂层成型模具，使用该成型模具生产气门时，模具不需要石墨油冷却，工作环境好，模具使用寿命长，减少了模具的修复次数和提高了气门毛坯的表面粗糙度。

为此本发明采用的技术方案是：本发明包括模具本体（1）和开设在模具本体（1）内的模具型腔（2），所述模具本体（1）包括基体（11）和设置在基体（11）外表面的基体灰黑色氮化高铝钛PVD涂层（12）；所述模具型腔（2）包括基体型腔（22）和设置在基体型腔（22）内表面的基体型腔灰黑色氮化高铝钛PVD涂层（21）。

所述基体（11）材料为H13合金钢。

一种气门耐高温磨损涂层成型模具的加工工艺，按照以下步骤进行：

1）坯料进行十镦十拔锻打；

2）退火：升温到850℃±10℃，保温，然后打开炉门，坯料降到750℃±10℃后，再保温，炉冷到530℃-550℃出炉，室温冷却；

3）进行粗加工；

4）在1050℃的条件下淬火；

5）加热后工件在淬火油中冷却至350-400℃后空气冷却；

6）回火：采用600-650℃回火三次；

7）精加工成型；

8）型腔表面进行精抛光处理；

9）模具清洗整体表面氮化高铝钛PVD涂层处理。

所述9）步骤中：基体（11）外表面及基体型腔（22）内表面由氮化高铝钛PVD涂层采用辉光放电等离子体中氮扩散进入脱层中。

所述涂层厚度为1-4um。

本发明的优点是：耐高温磨损涂层为灰黑色氮化高铝钛PVD涂层，由于含铝的成份高，所以其抗热性能极高，硬度为1800HV以上,厚度为1-4um，摩擦系数为0.7，在900℃时 具有较高的抗冲击性能，延长了模具的使用寿命，减少了工人的换模次数，提高了生产效率；使用该模具生产时，也不需要石墨油冷却，改善了工作环境；对模具修复也只须进行抛光处理和表面改性处理，修复也更为简便，降低了模具的材料成本。

基体表面及腔体内表面是由氮化高铝钛PVD涂层采用辉光放电等离子体中氮扩散进入脱层中，从而增强工件表面硬度和耐磨性能的工艺加工而成，硬度在1800HV以上, 具有较高的抗冲击性能，由于氮化高铝钛PVD涂层表层得到较小的硬质颗粒，从而具有较高的抗磨损能力，延长了模具的使用寿命，减少了工人的换模次数，提高了生产效率。

附图说明

图1为背景技术3Cr2W8V模具外形。

图2为本发明气门耐高温磨损涂层成型模具。

图中1为模具本体、2为模具型腔；

11为基体、12为基体灰黑色氮化高铝钛PVD涂层；

21为型腔灰黑色氮化高铝钛PVD涂层、22为基体型腔。

具体实施方式

实施例一：

本发明包括模具本体1和开设在模具本体1内的模具型腔2，所述模具本体1包括基体11和设置在基体11外表面的基体灰黑色氮化高铝钛PVD涂层12；所述模具型腔2包括基体型腔22和设置在基体型腔22内表面的基体型腔灰黑色氮化高铝钛PVD涂层21。

所述基体11材料为H13合金钢。

一种气门耐高温磨损涂层成型模具的加工工艺，按照以下步骤进行：

1）坯料进行十镦十拔锻打；

2）退火：升温到850℃，保温，然后打开炉门，坯料降到750℃后，再保温，炉冷到540℃出炉，室温冷却；

3）进行粗加工；

4）在1050℃的条件下淬火；

5）加热后工件在淬火油中冷却至380℃后空气冷却；

6）回火：采用620℃回火三次；

7）精加工成型；

8）型腔表面进行精抛光处理；

9）模具清洗整体表面氮化高铝钛PVD涂层处理。