[发明专利]一种用于Cr12MoV钢铸造模具型面的热处理工艺

说明书

本发明公开了一种用于Cr12MoV钢铸造模具型面的热处理工艺，包括以下步骤：制样；预处理；制备底座：制备用于平衡模具各处的自冷却能力的底座，底座上端面和模具背对型面一侧端面贴合，底座和模具形成一个自冷却能力处处相等的待激光件；激光淬火；对模具进行510℃的三次高温回火。利用聚集后的激光束快速加热模具型面钢铁材料，使其发生相变形成马氏体淬硬层，从而达到铸造模具型面的硬度要求。

技术领域

本发明涉及热处理工艺，具体涉及一种用于Cr12MoV钢铸造模具型面的热处理工艺。

背景技术

近年来，随着汽车工业的发展，汽车市场的竞争日趋激烈，围绕汽车车身高效生产、低成本和安全性，各种车型的更新和换代频率高于以往任何时期，汽车制造业对模具的需求量也呈现出前所未有的快速增长；但同时对模具质量也提出了更高的要求。

目前，为了提高模具的表面硬度和使用寿命，一般会对模具的型面进行热处理。传统的热处理工艺通过氧乙炔喷枪等工具对模具工作部位火焰加热，空冷或水冷淬火后完成热处理。

但火焰淬火质量很大程度上取决于操作者的经验，易导致模具型面淬火不均匀，硬度无法均匀达到工作要求。且火焰淬火易使模具表面变形，故在淬火后还需进行型面精加工。但由于淬火后的型面硬度比较大，加工刀具磨损比较明显，成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种提高热处理质量，减小刀具磨损成本的用于铸造Cr12MoV模具型面的热处理工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于Cr12MoV钢铸造模具型面的热处理工艺，包括以下步骤：

S1、制样：用砂纸打磨试样的表面，去除氧化层及污渍，并使用酒精清洗表面，使模具获得平整光滑的清洁型面；

S2、预处理：在模具型面上涂覆吸光涂料溶液，等待稀释剂挥发，稀释剂挥发后的涂层厚度为0.4mm～0.6mm；

S3、制备底座：制备用于平衡模具各处的自冷却能力的底座，底座上端面和模具背对型面一侧端面贴合，底座和模具形成一个自冷却能力处处相等的待激光件；

S4、激光淬火：将待激光件置于激光加工机床的工作台上，调整各工作轴的位置，调焦获取聚焦光斑，使光斑落在试样表面，打开保护气体，在惰性气体保护下对模具型面进行激光表面淬火；

S5、对模具进行510℃的三次高温回火。

通过采用上述技术方案，利用聚集后的激光束快速加热模具型面钢铁材料，使其发生相变形成马氏体淬硬层，从而达到铸造模具型面的硬度要求；

采用激光淬火工艺，对经过切削加工好的模具型面进行淬硬时产生的局部淬火变形很小，由此可使后续加工减少到最低程度或者完全免去加工，从而使模具在淬硬后不需再用刀具进行型面精加工，减小了刀具磨损成本；

激光淬火比普通淬火硬度值高15％—20％、表面具有40000Mpa以上的残余压应力，使其疲劳强度高、硬度更均匀；

不需要加热介质，有利于环境保护，节省能源；

吸光涂料溶液可增加模具对激光能量的吸收率，从而确保了激光对模具型面的加热能力；同时吸光涂料在激光照射下升温熔融，均匀覆盖于金属表面，冷却时凝结成固态薄膜，有利于使激光淬火前后型面粗糙度变化量小；且由于其和模具存在热膨胀系数的差异，淬火后易自行脱离，方便了型面的清洁；

待激光件在受到激光淬火时，由于型面各处由于模具其自冷却能力而降温的速度几乎相等，从而使型面各处冷却时间相近，使模具中的马氏体在几乎同一时间达到临界冷却速度，实现淬火硬化。减小了由于冷却时间不同导致型面上各个区域之间由于热应力及相位不同时性，导致模具产生较大的变形的概率；