[发明专利]一种热压成型汽车摩擦片模具的表面强化处理方法

说明书

本发明公开了一种热压成型汽车摩擦片模具的表面强化处理方法。包括以下步骤：将机械加工后除锈、硝酸钝化后的模具放入熔盐中；所述熔盐组成按质量百分数计为：无水硼砂75％～80％、供铬剂8％～10％、还原剂4％～5％、活化剂5％～10％；在910℃～980℃中保温3～7h；取出模具后直接油淬，然后后在200℃～300℃回火1.5h～2.5h。本发明在模具表面制备的碳化铬覆层为化学性结合，与电镀铬工艺形成物理性结合的铬单质不同，前者结合力更好，在承受较高温度下和模具受压微变形的工况条件下，不易磨损和剥落，大大减少覆层在工作中失效，提高了模具使用寿命。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种模具的表面强化处理方法

背景技术

汽车工业发展迅猛，人们对汽车的需求也越来越多，因此汽车产量和市场保有量非常巨大。据相关信息，截至2016年底，全国汽车保有量达1.94亿辆。在车辆使用中，摩擦片的使用量和磨损实效很大，因此需要大量成型汽车摩擦片。目前，成型汽车摩擦片的方式为热压式，模具在成型摩擦片的过程中直接与具有腐蚀的高分子接触，因此在模具表面采用电镀铬防止模具被腐蚀，另外在长期保温保压和降温取件后产生一定的交变热应力，电镀铬层较薄并且结合力低，容易在使用过程中被磨穿以及剥落，基体材料也因此受到腐蚀，模具寿命下降模具表面性能降低同样会影响摩擦片的表面质量。

成型摩擦片的热压模具通常采用的钢材为45#或者P20塑料模具钢(国内牌号为3Cr2Mo)。目前，作为铬离子提供源的铬酸毒性很大，对人体会造成粘膜及皮肤烧灼、溃疡，有致癌作用，同时还可使土壤气孔堵塞，破坏土壤结构，污染环境。因此，很多国家出台了相关的法律法规，开始对Cr⁶⁺进行限制使用并逐步淘汰。表面采用电镀铬工艺的模具使用寿命低于10万件，每次模具修复复杂，成本较高。目前，能有效解决模具表面问题的表面处理方法主要有高温化学气相沉积法和TD热处理，日，美等国已广泛使用TD热处理，国内对P20模具钢的表面热处理研究很少。在P20热压模具表面制备碳化铬覆层，覆层均匀致密，显微硬度为1500HV左右，覆层与基体结合强度为冶金结合，结合强度为45.3N，盐雾腐蚀后其抗腐蚀性能表现优异。

发明内容

本发明目的在于为模具的表面进行强化处理，提高模具使用寿命。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

模具表面强化处理方法，包括以下步骤：

1)将机械加工后除锈、硝酸钝化后的模具放入熔盐中；

所述熔盐组成按质量百分数计为：无水硼砂75％～80％、供铬剂8％～10％、还原剂4％～5％、活化剂5％～10％；

2)在910℃～980℃中保温3～7h；

3)取出模具后直接油淬，然后后在200℃～300℃回火1.5h～2.5h。

按上述方案，所述模具为热压成型汽车摩擦片模具。

按上述方案，所述供铬剂为Cr2O3。

按上述方案，所述还原剂Al粉或B4C。

按上述方案，所述活化剂为NaF或稀土硅镁合金。

按上述方案，步骤1中包括将坯料机械加工成所需尺寸的模具，将模具放置5wt％盐酸中除锈，然后用酒精除去酸液，后用5wt％硝酸钝化模具表面。

按上述方案，步骤2保温过程中，每隔半个小时搅拌一次熔盐，使基盐中的铬离子与模具中的碳充分反应生成碳化铬覆层。

按上述方案，步骤3油淬温度小于80℃。

本发明技术方案碳化铬形成机理：