一種耐磨自潤滑高強(qiáng)磨具鋼復(fù)合材料的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于復(fù)合金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，步驟1、將磨具鋼ZG35Simn進(jìn)行表面雜質(zhì)、氧化層進(jìn)行處理；步驟2、將磨具鋼ZG35Simn通過中頻電爐進(jìn)行二次熱處理；步驟3、將合金混合材料采用鑄滲方式均勻鍍膜在模具鋼ZG35Simn表面；步驟4、將混合金屬液體澆入磨具ZG35Simn。本發(fā)明的一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、自潤滑復(fù)合材料耐磨性能優(yōu)越、耐磨強(qiáng)度高且適用范圍廣可用于多種行業(yè)設(shè)備加工；2、生產(chǎn)方法步驟簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高、各項(xiàng)參數(shù)易控制，原料成本低；3、本發(fā)明的復(fù)合耐磨鋼豐富了磨具用鋼的品種且使用壽命長，同時(shí)保障了所加工產(chǎn)品的質(zhì)量，降低企業(yè)成本投入。
【專利說明】一種耐磨自潤滑高強(qiáng)磨具鋼復(fù)合材料的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，型材、管材彎曲機(jī)磨具加工過程中常采用的45號(hào)鋼、Crl2鋼等作為磨具的母材，但是其磨損較快如經(jīng)兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面摩擦，由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能在其加熱過程和冷卻過程都以非?？斓乃俣冗M(jìn)行，使物體表面具有相當(dāng)高的活性和自由性，進(jìn)而造成表面塑性變形、脆性剝落及出現(xiàn)“冷焊”現(xiàn)象。
[0003]而如何降低磨具和型材間的摩擦系數(shù)，使磨具本身具有自潤滑性能減少磨具型材在變形中脫落的金屬顆粒粘附在表面上是降低磨損、提高磨具使用率、減少消耗，保障型材加工后表面質(zhì)量的有效方法；同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中磨具的磨損造成了能源和原材料的大量消耗、生產(chǎn)成本加大、工作效率低，型材和管材彎曲機(jī)磨具的表面質(zhì)量降低，而如何提高磨具的耐磨性、保 證加工產(chǎn)品的表面質(zhì)量是當(dāng)前企業(yè)所亟待解決的問題。
[0004]基于上述問題，本發(fā)明提供一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，解決傳統(tǒng)磨具型材所存在耐磨性能差，使用壽命短的問題，從而保證所加工型材的質(zhì)量,提高加工生產(chǎn)效率、降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
[0006]技術(shù)方案:一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，包括以下步
驟，步驟1、將磨具鋼ZG35Simn進(jìn)行表面雜質(zhì)、氧化層進(jìn)行處理，其中使用KJR-210金屬除銹劑對(duì)模具鋼ZG35Simn表面初次預(yù)處理。
[0007]步驟2、將磨具鋼ZG35Simn通過中頻電爐進(jìn)行二次熱處理，烘干模具鋼ZG35Simn內(nèi)部水分，其中烘干時(shí)間為5分鐘-30分鐘，烘干溫度控制在40° -80°。
[0008]步驟3、將合金混合材料采用鑄滲方式均勻鍍膜在模具鋼ZG35Simn表面，其中合金混合材料選用S、M、Cr、W中的一種或兩種，鑄滲鍍膜的厚度為2nm-6nm。
[0009]步驟4、將混合金屬液體燒入磨具鋼ZG35Simn,其中混合金屬液體由下列成分組成，C0.25%-5%、Si0.3%-8%、Mn 0.6%_2%、Ni 0.15%_5%、Cr 0.2%_5%、Cu0.1%_1%、Mo
0.1%-5%、V 0.02%-0.15%、SP 0.01%-0.06%。
[0010]步驟5、磨具鋼ZG35Simn表面的鍍膜合金混合材料涂層與混合金屬液體發(fā)生冶金化學(xué)反應(yīng)，使鍍膜合金混合材料涂層融化、溶解和磨具鋼ZG35Simn表面基體融合為一體，生成一層耐磨、自潤滑合金層，其中表面生成的耐磨、自潤滑合金層組成成分含量為 C0.42%-5%、Si0.5%、Mn 1%_1.4%、Ni 0.3%-0.4%、Cr 0.6%-0.9%、Mo 0.2%-0.35%、S0.1%-0.2%、P 0.01%-0.06%O
[0011]優(yōu)選的所述步驟2中將磨具鋼ZG35Simn通過中頻電爐進(jìn)行二次熱處理，烘干模具鋼ZG35Simn內(nèi)部水分，其中烘干時(shí)間為10分鐘-20分鐘，烘干溫度控制在50° -75°。
[0012]優(yōu)選的所述步驟3中鑄滲鍍膜的厚度為3nm-5nm。
[0013]優(yōu)選的步驟4中所述混合金屬液體由下列成分組成，C0.3%_45%、
Si0.4%-6%、Mn 0.75%_1.5%、Ni 0.2%_4%、Cr 0.3%-0.4%、Cu0.15%-0.8%、Mo 0.15%_3%、V 0.04%-0.1%、SP 0.04%-0.06%。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明的一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):1、自潤滑復(fù)合材料耐磨性能優(yōu)越、耐磨強(qiáng)度高且適用范圍廣可用于多種行業(yè)設(shè)備加工；2、生產(chǎn)方法步驟簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高、各項(xiàng)參數(shù)易控制，原料成本低；3、本發(fā)明的復(fù)合耐磨鋼豐富了磨具用鋼的品種且使用壽命長，同時(shí)保障了所加工產(chǎn)品的質(zhì)量，降低企業(yè)成本投入。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0016]一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，包括以下步
驟，步驟1、將 磨具鋼ZG35Simn進(jìn)行表面雜質(zhì)、氧化層進(jìn)行處理，其中使用KJR-210金屬除銹劑對(duì)模具鋼ZG35Simn表面初次預(yù)處理。
[0017]步驟2、將磨具鋼ZG35Simn通過中頻電爐進(jìn)行二次熱處理，烘干模具鋼ZG35Simn內(nèi)部水分，其中烘干時(shí)間為5分鐘-30分鐘，烘干溫度控制在40° -80°。
[0018]步驟3、將合金混合材料采用鑄滲方式均勻鍍膜在模具鋼ZG35Simn表面，其中合金混合材料選用S、M、Cr、W中的一種或兩種，鑄滲鍍膜的厚度為2nm-6nm。
[0019]步驟4、將混合金屬液體燒入磨具鋼ZG35Simn,其中混合金屬液體由下列成分組成，C0.25%-5%、Si0.3%-8%、Mn 0.6%_2%、Ni 0.15%_5%、Cr 0.2%_5%、Cu0.1%_1%、Mo
0.1%-5%、V 0.02%-0.15%、SP 0.01%-0.06%。
[0020]步驟5、磨具鋼ZG35Simn表面的鍍膜合金混合材料涂層與混合金屬液體發(fā)生冶金化學(xué)反應(yīng)，使鍍膜合金混合材料涂層融化、溶解和磨具鋼ZG35Simn表面基體融合為一體，生成一層耐磨、自潤滑合金層，其中表面生成的耐磨、自潤滑合金層組成成分含量為 C0.42%-5%、Si0.5%、Mn 1%_1.4%、Ni 0.3%-0.4%、Cr 0.6%-0.9%、Mo 0.2%-0.35%、S0.1%-0.2%、P 0.01%-0.06%O
[0021]優(yōu)選的步驟2中將磨具鋼ZG35Simn通過中頻電爐進(jìn)行二次熱處理，烘干模具鋼ZG35Simn內(nèi)部水分，其中烘干時(shí)間為10分鐘-20分鐘，烘干溫度控制在50° -75。。
[0022]優(yōu)選的步驟3中鑄滲鍍膜的厚度為3nm_5nm。
[0023]優(yōu)選的步驟4中混合金屬液體由下列成分組成，C0.3%_45%、Si0.4%_6%、Mn
0.75%-1.5%、Ni 0.2%-4%、Cr 0.3%-0.4%、Cu0.15%-0.8%、Mo 0.15%_3%、V 0.04%-0.1%、SP
0.04%-0.06%ο
[0024]其中，本發(fā)明的自潤滑高強(qiáng)磨具復(fù)合鋼，由于鋼液澆入鑄型表面的合金鍍膜層在高硫的作用下生成二硫化猛、二硫化鑰、二硫化鶴及硫化鐵高熔點(diǎn)金屬礦化物，生成的硫化物多以菊花狀及球形狀均勻分布在磨具鋼ZG35Simn基體組織中，也有少數(shù)硫化物以網(wǎng)絡(luò)狀分布，這都起到了自潤滑和降低摩擦的作用。
[0025]為了更好的驗(yàn)證耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的性能，現(xiàn)采用MG-200高溫高速摩擦損試驗(yàn)機(jī)對(duì)耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料和45號(hào)鋼進(jìn)行摩擦磨損性能對(duì)比試驗(yàn)，選擇施加于摩擦副的正壓力為200N，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為300r/min，試驗(yàn)總轉(zhuǎn)為10萬r，采用清水介質(zhì)冷卻。下表為摩擦性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)，
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，其特征在于:包括以下步 驟，步驟1、將磨具鋼ZG35Simn進(jìn)行表面雜質(zhì)、氧化層進(jìn)行處理，其中使用KJR-210金屬除銹劑對(duì)模具鋼ZG35Simn表面初次預(yù)處理； 步驟2、將磨具鋼ZG35Simn通過中頻電爐進(jìn)行二次熱處理，烘干模具鋼ZG35Simn內(nèi)部水分，其中烘干時(shí)間為5分鐘-30分鐘，烘干溫度控制在40° -80° ； 步驟3、將合金混合材料采用鑄滲方式均勻鍍膜在模具鋼ZG35Simn表面，其中合金混合材料選用S、M、Cr、W中的一種或兩種，鑄滲鍍膜的厚度為2nm-6nm ； 步驟4、將混合金屬液體燒入磨具鋼ZG35Simn,其中混合金屬液體由下列成分組成，C0.25%-5%、Si0.3%-8%、Mn 0.6%_2%、Ni 0.15%-5%, Cr 0.2%_5%、Cu0.1%_1%、Μο 0.1%_5%、V0.02%-0.15%、SP 0. 01%-0.06% ； 步驟5、磨具鋼ZG35Simn表面的鍍膜合金混合材料涂層與混合金屬液體發(fā)生冶金化學(xué)反應(yīng)，使鍍膜合金混合材料涂層融化、溶解和磨具鋼ZG35Simn表面基體融合為一體，生成一層耐磨、自潤滑合金層，其中表面生成的耐磨、自潤滑合金層組成成分含量為C0.42%-5%、Si0.5%、Mn 1%-1.4%、Ni 0.3%-0.4%、Cr 0.6%-0.9%、Mo 0.2%-0.35%、S0.1%-0.2%、P0.01%-0.06%ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，其特征在于:所述步驟2中將磨具鋼ZG35Simn通過中頻電爐進(jìn)行二次熱處理，烘干模具鋼ZG35Simn內(nèi)部水分，其中烘干時(shí)間為10分鐘-20分鐘，烘干溫度控制在50° -75。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，其特征在于:所述步驟3中鑄滲鍍膜的厚度為3nm-5nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨自潤滑高強(qiáng)模具鋼復(fù)合材料的制造方法，其特征在于:所述步驟4中混合金屬液體由下列成分組成，C0.3%-45%、Si0.4%-6%、Mn 0.75%_1.5%、Ni 0.2%-4%、Cr 0.3%-0.4%、Cu0.15%-0.8%、Mo 0.15%_3%、V 0.04%-0.1%、SP 0.04%-0.06%。
【文檔編號(hào)】C23C6/00GK103938147SQ201410191593
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】葉維 申請(qǐng)人:蘇州皇森機(jī)電科技有限公司