CN111020451A - 一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法，包括以下步骤：步骤(1).退镀处理，步骤(2).探伤修补：步骤(3).去除油脂；步骤(4).对模具表面除锈，用激光去污；步骤(5).用耐热材料隔离保护非喷涂区域，并固定在喷涂区域预热；步骤(6).表面粗化：步骤(7).采用热喷涂工艺在汽车模具待喷涂面制备金属陶瓷类涂层，将汽车模具平放于喷涂房地面，喷枪垂直于待喷涂面实施喷涂，形成0.15mm‑0.30mm的碳化钨涂层；步骤(8).冷却至常温后摘除耐热材料，使用封孔剂对表面封孔处理；步骤(9).热喷涂涂层打磨处理：本发明处理汽车模具表面硬度、耐磨性、耐蚀性等综合性能优异，有效提高模具的使用寿命，降低修模频率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车冲压模具技术领域，具体为一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法。
背景技术
由于各种新型材料的应用，汽车冲压件的拉毛等质量缺陷成为困扰各主机厂的主要问题之一，拉毛使板材厚度变薄，严重时会影响车身强度。汽车冲压件拉毛主要表现在拉伸以及整形、翻边等工序中。拉毛主要是由于模具拉伸镶块上产生集瘤在制件上造成拉毛，严重的话会产生撕裂现象。拉毛主要产生的原因是模具硬度、光洁度不足。为解决拉毛缺陷，通常的方式是对模具进行表面处理。
目前汽车模具的表面处理方法主要有表面淬火、渗氮、电镀、TD处理等。作为传统表面处理的淬火、渗氮工艺，虽成本较低，能一定程度上提高模具的耐磨性，但对材质要求高，易引起热变形；TD处理为热扩散法碳化物覆层处理，是一种通过高温扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物覆层，该覆层具有极高的硬度，且与母体材料冶金结合，TD处理后模具表面硬度高、耐磨性好，但其对模具设计、模具材质要求高，处理成本高，且易引起热变形,不易修模。
镀铬工艺目前广泛地被应用在汽车模具表面处理中，镀铬层具有良好的化学稳定性，在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用，但是镀铬工艺的缺点明显，其中贵金属用量大，用水量大，加工成本高，使用寿命不长，对环境污染尤为严重。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法，包括以下步骤：
步骤(1).将热喷涂区域进行局部退镀处理，退镀后油光，使用光谱仪进行检查；
步骤(2).探伤修补：进行探伤，将模具上影响生产的裂纹和沙眼补焊油光推顺；
步骤(3).采用氧乙炔火焰烘烤并用丙酮擦拭待喷涂面以去除油脂，表面温度控制在120度以内；
步骤(4).对模具表面除锈，用激光去污；
步骤(5).用耐热材料隔离保护非喷涂区域，并固定在喷涂区域预热；
步骤(6).表面粗化：对汽车模具待喷涂面进行喷砂粗化处理，喷砂材料为白刚玉，使待喷涂面露出均质的金属本色，并表面粗糙度控制在Ra7-9μm；
步骤(7).采用热喷涂工艺在汽车模具待喷涂面制备金属陶瓷类涂层，将汽车模具平放于喷涂房地面，喷枪垂直于待喷涂面实施喷涂，形成 0.15mm-0.30mm的碳化钨涂层；
步骤(8).冷却至常温后摘除耐热材料，使用封孔剂对表面封孔处理；
步骤(9).热喷涂涂层打磨处理：使用60-1200目数金刚石抛磨盘对汽车模具喷涂区域进行打磨处理，使最终热喷涂涂层厚度控制在0.10-0.15mm，粗糙度Ra<0.8μm。
所述步骤(7)中选用的喷涂材料：WC-Cr3C2-NiCr粉末，粒度为5～20μm，粉末成分质量配比为WC：45％，Cr3C2：25％，NiCr：25％，余量：Fe。
所述步骤(7)中喷涂设备工作参数设定：氧气消耗量36～40m3/h，氧气压力15kg/h；航空煤油消耗量18～21L/h，航空煤油压力10kg/h；送粉速度45～ 55g/min。
所述步骤(7)中喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，涂层总厚度按修复要求控制在0.15mm～0.30mm之间。
所述步骤(7)中喷涂采用机械手编程自动和手工两种方式相结合实施喷涂，根据模具的外形编制不同的喷枪运动轨迹进行自动喷涂，转弯R角手工喷涂，反复交替，喷涂每遍后测量并控制模具的表面温度低于80℃，表面涂层厚度均匀性低于0.05mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明首先对汽车模具表面进行退镀、探伤修补、烘烤和激光去污预处理，非喷涂面采用工装保护；待喷涂面进行喷砂粗化处理，使其露出均质的金属本色并表面粗糙度控制在Ra7-9μ m；采用热喷涂工艺在待喷涂面制备碳化钨涂层，机械手编程自动喷涂和手工喷涂两种方法相结合实施喷涂；采用金刚石抛磨盘对喷涂区域进行打磨处理，使最终热喷涂涂层厚度控制在0.10-0.15mm，粗糙度Ra<0.8μm。本方法克服了传统模具表面处理方法的缺陷，经本方法处理汽车模具表面硬度、耐磨性、耐蚀性等综合性能优异，有效提高模具的使用寿命，降低修模频率，降低生产成本。
具体实施方式
为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面具体进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。
一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法，包括以下步骤：
步骤(1).将热喷涂区域进行局部退镀处理，退镀后油光，使用光谱仪进行检查；
步骤(2).探伤修补：进行探伤，将模具上影响生产的裂纹和沙眼补焊油光推顺；
步骤(3).采用氧乙炔火焰烘烤并用丙酮擦拭待喷涂面以去除油脂，表面温度控制在120度以内；
步骤(4).对模具表面除锈，用激光去污；
步骤(5).用耐热材料隔离保护非喷涂区域，并固定在喷涂区域预热；
步骤(6).表面粗化：对汽车模具待喷涂面进行喷砂粗化处理，喷砂材料为白刚玉，使待喷涂面露出均质的金属本色，并表面粗糙度控制在Ra7-9μm；
步骤(7).采用热喷涂工艺在汽车模具待喷涂面制备金属陶瓷类涂层，将汽车模具平放于喷涂房地面，喷枪垂直于待喷涂面实施喷涂，形成 0.15mm-0.30mm的碳化钨涂层；选用的喷涂材料：WC-Cr3C2-NiCr粉末，粒度为 5～20μm，粉末成分质量配比为WC：45％，Cr3C2：25％，NiCr：25％，余量：Fe；喷涂设备工作参数设定：氧气消耗量36～40m3/h，氧气压力15kg/h；航空煤油消耗量18～21L/h，航空煤油压力10kg/h；送粉速度45～55g/min；喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，涂层总厚度按修复要求控制在0.15mm～0.30mm之间；喷涂采用机械手编程自动和手工两种方式相结合实施喷涂，根据模具的外形编制不同的喷枪运动轨迹进行自动喷涂，转弯R角手工喷涂，反复交替，喷涂每遍后测量并控制模具的表面温度低于80℃，表面涂层厚度均匀性低于0.05mm；
步骤(8).冷却至常温后摘除耐热材料，使用封孔剂对表面封孔处理；
步骤(9).热喷涂涂层打磨处理：使用60-1200目数金刚石抛磨盘对汽车模具喷涂区域进行打磨处理，使最终热喷涂涂层厚度控制在0.10-0.15mm，粗糙度Ra<0.8μm。
实施例1
针对某汽车后门内板凸模B,C柱R角热喷涂处理，模具材质为球墨铸铁 Ggg70L，模具表面采用淬火处理方法，冲压1.2mm厚板，。该模具内门板R角拉毛现象，原先用的镀铬工艺，每300冲次即需要研磨油光，且零件不良率居高不下。为提高该模具的使用寿命，降低零件不良率，采用本方法对该模具进行表面处理，在模具表面制备碳化钨涂层，具体步骤如下：
(1)喷涂前准备：将后门内板凸模B,C柱R角进行局部退镀处理，退镀后油光，使用光谱仪进行检查。进行着色探伤，确保无裂纹，将模具上影响生产的裂纹和沙眼补焊油光推顺。烘烤并用丙酮擦拭待喷涂面以去除油脂，表面除锈，用激光去污，工装保护非喷涂区域；
(2)喷砂粗化：对B,C柱R角进行喷砂粗化处理，喷砂材料为60#白刚玉，使待喷涂面露出均质的金属本色，并表面粗糙度控制在Ra7-9μm；
(3)涂层制备：采用超音速火焰喷涂工艺在模具表面制备碳化钨涂层。选用的喷涂材料：WC-Cr3C2-NiCr粉末，粒度为5～20μm，粉末成分质量配比为WC： 45％，Cr3C2：25％，NiCr：25％，余量：Fe；喷涂设备工作参数设定：氧气消耗量36～40m3/h，氧气压力15kg/h；航空煤油消耗量18～21L/h，航空煤油压力 10kg/h；送粉速度45～55g/min；喷涂距离为100mm，喷涂角度为90°，喷枪移动速度为10cm/s，涂层总厚度0.2mm。喷涂前用喷枪火焰预热模具表面一遍，再进行喷涂，模具的表面温度<80℃。
(4)打磨处理：使用200-400目数金刚石抛磨盘对喷涂区域进行粗磨处理，再用600-800的金刚石抛光片进行精抛，使最终热喷涂涂层厚度控制在0.10mm，粗糙度Ra<0.8μm。
采用本方法在汽车后门内板凸模B,C柱R角制备碳化钨涂层，并经过打磨处理后，表面涂层硬度HV1150，耐磨性、耐蚀性等综合性能良好，有效解决了模具拉毛问题，油光次数由原来的每300冲次降低为每3000冲次，使用寿命由原来的100000冲次提高到400000冲次，模具的使用寿命提高了4倍。
本发明克服了传统模具表面处理方法的缺陷，经本方法处理汽车模具表面硬度、耐磨性、耐蚀性等综合性能优异，有效提高模具的使用寿命，降低修模频率，降低生产成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1).将热喷涂区域进行局部退镀处理，退镀后油光，使用光谱仪进行检查；
步骤(2).探伤修补：进行探伤，将模具上影响生产的裂纹和沙眼补焊油光推顺；
步骤(3).采用氧乙炔火焰烘烤并用丙酮擦拭待喷涂面以去除油脂，表面温度控制在120度以内；
步骤(4).对模具表面除锈，用激光去污；
步骤(5).用耐热材料隔离保护非喷涂区域，并固定在喷涂区域预热；
步骤(6).表面粗化：对汽车模具待喷涂面进行喷砂粗化处理，喷砂材料为白刚玉，使待喷涂面露出均质的金属本色，并表面粗糙度控制在Ra7-9μm；
步骤(7).采用热喷涂工艺在汽车模具待喷涂面制备金属陶瓷类涂层，将汽车模具平放于喷涂房地面，喷枪垂直于待喷涂面实施喷涂，形成0.15mm-0.30mm的碳化钨涂层；
步骤(8).冷却至常温后摘除耐热材料，使用封孔剂对表面封孔处理；
步骤(9).热喷涂涂层打磨处理：使用60-1200目数金刚石抛磨盘对汽车模具喷涂区域进行打磨处理，使最终热喷涂涂层厚度控制在0.10-0.15mm，粗糙度Ra<0.8μm。
2.根据权利要求1所述的一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法，其特征在于：所述步骤(7)中选用的喷涂材料：WC-Cr3C2-NiCr粉末，粒度为5～20μm，粉末成分质量配比为WC：45％，Cr3C2：25％，NiCr：25％，余量：Fe。
3.根据权利要求1所述的一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法，其特征在于：所述步骤(7)中喷涂设备工作参数设定：氧气消耗量36～40m3/h，氧气压力15kg/h；航空煤油消耗量18～21L/h，航空煤油压力10kg/h；送粉速度45～55g/min。
4.根据权利要求1所述的一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法，其特征在于：所述步骤(7)中喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，涂层总厚度按修复要求控制在0.15mm～0.30mm之间。
5.根据权利要求1所述的一种汽车冲压模具表面拉毛的处理方法，其特征在于：所述步骤(7)中喷涂采用机械手编程自动和手工两种方式相结合实施喷涂，根据模具的外形编制不同的喷枪运动轨迹进行自动喷涂，转弯R角手工喷涂，反复交替，喷涂每遍后测量并控制模具的表面温度低于80℃，表面涂层厚度均匀性低于0.05mm。
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