[发明专利]一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺

说明书

本发明涉及模具表面处理技术领域，且公开了一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，包括以下步骤：S1、模具预处理：采用35000～40000rpm旋转表面抛光机或超声波研磨机对模具材料进行抛光，将各个表面打磨平整，再用100～400目砂纸打磨其表面，使其表面粗化，有利于增加模具材料表面附着力，随后对模具材料依次进行喷砂、超声波清洗和离子溅射清洗去除模具表面的杂质、氧化皮及油污后放置，备用。该增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，在PVD涂层的基础上，采用全新的Cr涂层技术，明显降低涂层间的应力，并提高了涂层的硬度以及涂层使用过程中耐疲劳性能，涂层与模具基体的结合力也大大提高，从而提升涂层整体性能。

技术领域

本发明涉及模具表面处理技术领域，具体为一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺。

背景技术

切边模，是利用冲模修边工序件的边缘，使其具有一定高度、直径和形状的冲压模具，切边模主要用于修整拉深件的边缘，让端面平整美观，便于下一步装配，切边模广泛用于机械制造、汽车零件生产、饮料瓶加工、紧固件模具配套等领域。

模具成型是制造产品的一种主要手段，不仅精度高、效率高，而且节省原材料，随着形势的发展，对其产品的材料、质量和耐用性也提出了更高的要求，比如对冲压件产品的强度要求越来越高，其材料从碳钢换为不锈钢，它的抗拉强度高，回弹性大，设计的成型模具要求间隙小，表面强度、硬度、耐磨性要求高，而传统的模具钢以及传统的模具表面强化方法(比如渗碳、氮化、碳氮共渗等)已满足不了生产的要求，故不仅要求模具钢要更新换代，而且其新的表面处理技术需推陈出新。

目前国外已大量采用先进的PVD涂层技术来提升模具表面的耐磨、耐高温、自润滑等性能，模具的寿命也提高了5～l0倍，若再辅以退涂技术，则一副模具可反复使用5～8次，从而大大提高了生产效率，降低了生产成本，对于传统碳钢冲压件，一套Crl2MoV材料成型模具可做到20万件，而对于不锈钢冲压件却只能做几千模次，且冲压件的表面质量不理想，甚至出现大量的废品，为适应现代材料技术的发展，需进一步提高模具成型材料的性能，故而提出一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺来解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，具备涂层性能高等优点，解决了涂层性能不佳的问题。

(二)技术方案

为实现上述涂层性能高目的，本发明提供如下技术方案：一种增加切边模具硬度的PVD涂层处理工艺，包括以下步骤：

S1、模具预处理：采用35000～40000rpm旋转表面抛光机或超声波研磨机对模具材料进行抛光，将各个表面打磨平整，再用100～400目砂纸打磨其表面，使其表面粗化，有利于增加模具材料表面附着力，随后对模具材料依次进行喷砂、超声波清洗和离子溅射清洗去除模具表面的杂质、氧化皮及油污后放置，备用；

S2、模具预处理：在模具涂层制备前，需对模具回火处理三次，首次回火温度500～550℃，保温50～70min，二次以及三次回火温度550～600℃，保温50～60min，空冷，消除固溶处理的应力；

S3、涂层制备：通过物理气象沉积法用在模具材料表面形成约50um离子氮化渗透加硬层并在表面形成约4～8um强化相纳米晶粒多层结构涂层后，再将模具放置涂层设备中，用夹具固定，采刚阴极电弧技术涂层进行沉积，沉积过程中开启Ti靶，通过控制模具基体的旋转速度和每个靶材的引弧时间在模具上沉积TiN生成膜层，涂层层数为10～20，然后开启Cr靶，在模具上沉积Cr/TiN生成复合多层膜；