精密細長凸模的導向保護裝置及其導向型面的強化方法
2023-06-08 17:22:06
專利名稱：精密細長凸模的導向保護裝置及其導向型面的強化方法
技術領域：
本發明涉及凸模的導向保護技術，特別涉及一種精密細長凸模的導向保護裝置及其導向型面的強化方法。
背景技術：
電子、電器、汽車和儀器等產品上存在很多細小孔位，需要用到精密細長的凸模進行衝裁成形。小孔衝裁凸模具有結構細而長、強度和剛度差等特點，在衝裁過程中，容易形成凸模折斷等問題。目前，防止細長凸模折斷的方法主要是採用凸模導向保護套裝置，而現有技術的凸模保護套是採用單導向形式的，它的主要缺點是護套上下部位的導向精度一樣，導向部位集中在凸模工作段，導向精度有限，對凸模的保護長度較短。同時，目前保護套的材料大都採用硬質合金，主要存在以下一些缺點1)硬質合金價格貴；2)硬質合金因硬度太高，加工困難；3)目前凸模材料大多亦採用硬質合金，保護套與凸模同屬硬質合金材料，容易產生粘著磨損。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足之處，提供一種精度高，保護長度長，具有雙導向的精密細長凸模的導向保護裝置。
本發明的另一目的在於提供一種精密細長凸模的導向保護裝置的導向型面的強化方法，用廉價的工具鋼取代硬質合金製造上述保護套後，對保護套導向型面進行化學複合鍍強化，不僅可以有效地解決用廉價工具鋼取代硬質合金製造保護套後其強度、硬度、耐磨性不足的問題，而且可以顯著地降低保護套與凸模之間的粘著磨損，並使保護套具有自潤滑的功能。鍍層為鎳磷納米碳化矽，磷在鍍層中的含量為5-9％(重量百分比，下同)，鎳為91-95％，納米碳化矽有微量，通過熱處理後，鍍層硬度達到900-1100Hv，納米碳化矽硬質點嵌於鍍層中，鍍層非常耐磨，與基體表面結合良好。
本發明的精密細長凸模的導向保護裝置，包括上墊板、凸模固定板、卸料墊板、細長凸模、卸料板、螺釘、夾板、雙導向保護套、保護套次導向面、保護套主導向面、凸模安裝段和凸模工作段；所述凸模固定板、細長凸模、卸料墊板、雙導向保護套、卸料板位於上墊板的一側；所述細長凸模定位於凸模固定板內，並通過夾板及螺釘進行夾緊；所述上墊板與凸模固定板之間通過螺釘固定連接；所述上墊板、凸模固定板、細長凸模、凸模夾板及螺釘構成一固定組件I；所述雙導向保護套鑲嵌於卸料板內，卸料板與卸料墊板之間通過螺釘固定連接，所述卸料墊板、卸料板及雙導向保護套三者固定連接構成另一組件II；上述組件I和組件II之間通過卸料螺釘與彈簧結構柔性連接。
所述雙導向保護套主導向段與細長凸模安裝段相配合，雙導向保護套次導向段與細長凸模的工作段相配合，雙導向保護套主導向段與細長凸模安裝段的配合間隙略小於雙導向保護套次導向段與細長凸模的工作段之間的配合間隙。
所述細長凸模的材料為硬質合金，雙導向保護套的材料為普通工具鋼，其表面施加有鎳磷納米碳化矽化學複合鍍層，鍍層中磷的含量為5-9％，鎳為91-95％，納米碳化矽有微量，鍍層硬度為900-1100Hv。
一種精密細長凸模的導向保護裝置的導向型面的強化方法，是先對雙導向保護套超聲波除油處理，然後對雙導向保護套超聲波除鏽處理，再對雙導向保護套進行化學複合鍍，最後對雙導向保護套進行熱處理，包括如下步驟(1)首先對雙導向保護套超聲波除油處理，所述除油的溫度設置在60-80℃，時間為10-15分鐘，除油配方為氫氧化鈉(NaOH，97％(重量百分比))60-80g/L，磷酸鈉(Na3PO4·12H2O，97％)25g/L，碳酸鈉(Na2CO3，97％)25g/L；(2)然後對雙導向保護套超聲波除鏽處理，除鏽的溫度設置為室溫，時間為1-2分鐘，除鏽配方為鹽酸(HCl，37％)25ml/L，硫酸(H2SO4，98％)5ml/L；(3)再對雙導向保護套進行化學複合鍍，化學複合鍍的溫度設置在85-90℃，時間為90-120分鐘，化學複合鍍配方為硫酸鎳(NiSO4·6H2O，98％)30g/L，次磷酸鈉(NaH2PO2·H2O，99.5％)20g/L，檸檬酸(C6H8O7·H2O，99％)10g/L，乳酸(C3H6O3，88％)40mm/L，氟化氫銨(NH4HF，99.5％)2g/L，鈉米級碳化矽(SiC，粒徑小於20nm)5g/L；(4)最後對雙導向保護套進行熱處理，熱處理的溫度設置在390-410℃，在保溫爐中保溫時間為1小時。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果(1)本發明的細長凸模雙導向保護套包括主導向面和次導向面兩個部分，分別對細長凸模的安裝段和工作段進行同時導向，主導向面與凸模安裝段的配合間隙略小於次導向面與凸模工作段的配合間隙，整體導向精度比單導向保護套高。
(2)本發明方法增加了對細長凸模安裝段的導向保護，總的導向保護長度增加，特別適合微細衝裁凸模的保護。
(3)本發明方法可以節約模具材料費用。因為傳統的導向保護套材料一般選用與細長凸模相同耐磨性的材料，如硬質合金，優質合金鋼等，這些材料不僅價格貴，而且難加工；選用化學複合鍍方法後，導向保護套的材料可以選用價格便宜很多的普通工具鋼材料，這些材料不僅價格便宜，而且具有很好的加工性能。
(4)本發明所採用的化學複合鍍工藝和熱處理工藝，不僅可以有效地解決用宜價工具鋼取代硬質合金製造保護套後其強度、硬度、耐磨性不足的問題，而且可以顯著地降低保護套與凸模之間的粘著磨損，並使保護套具有自潤滑的功能。鍍層為鎳磷納米碳化矽，磷在鍍層中的含量為5-9％，鎳為91-95％，納米碳化矽有微量；通過熱處理後，鍍層硬度為900-1100Hv，納米碳化矽硬質點嵌於鍍層中，鍍層非常耐磨，與基體表面結合良好。
圖1細長凸模雙導向保護套的結構示意圖；圖中1、上墊板；2、凸模固定板；3、卸料墊板；4、細長凸模；5、卸料板；6、螺釘；7、夾板；8、雙導向保護套(左右兩塊)；圖2細長凸模雙導向保護套導向型面示意圖；圖中9、保護套次導向面；10、保護套主導向面；11、凸模安裝段；12、凸模工作段。
具體實施例方式
下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。
實施例1如圖1所示為細長凸模雙導向保護套的結構，所述凸模固定板2、卸料墊板3、細長凸模4、卸料板5和雙導向保護套8位於上墊板1的一側；所述細長凸模4定位於凸模固定板2內，並通過夾板7及螺釘6進行夾緊；所述上墊板1與凸模固定板2之間通過螺釘固定連接；由此上墊板1、凸模固定板2、細長凸模4、凸模夾板7及螺釘6即構成一固定組件I。所述雙導向保護套8鑲嵌於卸料板5內，卸料板5與卸料墊板3之間通過螺釘固定連接，卸料墊板3、卸料板5及雙導向保護套8三者固定連接構成另一組件II。組件I與組件II之間通過卸料螺釘與彈簧結構柔性連接。
如圖2所示，雙導向保護套主導向段10與細長凸模安裝段11相配合，雙導向保護套次導向段9與細長凸模的工作段12相配合，雙導向保護套主導向段10與細長凸模安裝段11的配合間隙略小於雙導向保護套次導向段9與細長凸模的工作段12之間的配合間隙。
實施例2在圖1中，細長凸模4的材料為硬質合金CD650，雙導向保護套8的材料為普通工具鋼，其表面施加有鎳磷納米碳化矽複合鍍層，鍍層中磷的含量為5-9％，鎳為91-95％，納米碳化矽有微量，鍍層硬度為900-1100Hv。
對實施例1所述裝置的導向型面施加鍍層的操作工藝為是將雙導向保護套進行超聲波除油、除鏽、化學複合鍍、熱處理。所述精密細長凸模的導向保護裝置導向型面的強化方法，依次包括如下工藝步驟(1)首先對雙導向保護套超聲波除油處理，所述除油的溫度設置在80℃，時間為10分鐘，除油配方為氫氧化鈉(NaOH，97％(重量百分比))60-80g/L，磷酸鈉(Na3PO4·12H2O，97％)25g/L，碳酸鈉(Na2CO3，97％)25g/L；(2)然後對雙導向保護套超聲波除鏽處理，除鏽的溫度設置為室溫，時間為2分鐘，除鏽配方為鹽酸(HCl，37％)25ml/L，硫酸(H2SO4，98％)5ml/L；(3)再對雙導向保護套進行化學複合鍍，化學複合鍍的溫度設置在85℃，時間為120分鐘，化學複合鍍配方為硫酸鎳(NiSO4·6H2O，98％)30g/L，次磷酸鈉(NaH2PO2·H2O，99.5％)20g/L，檸檬酸(C6H8O7·H2O，99％)10g/L，乳酸(C3H6O3，88％)40mm/L，氟化氫銨(NH4HF，99.5％)2g/L，鈉米級碳化矽(SiC，粒徑小於20nm)5g/L；(4)最後對雙導向保護套進行熱處理，熱處理的溫度設置在390℃，在保溫爐中保溫時間為1小時。
效果應用於細長凸模雙導向保護套的化學複合鍍強化工藝，通過超聲波除油、除鏽、化學複合鍍、熱處理過程，在細長凸模雙導向保護套表面獲得結合性能良好、硬度達900Hv且具有自潤滑性能的鎳磷納米碳化矽複合鍍層。
實施例3對實施例1所述精密細長凸模的導向保護裝置導向型面的強化工藝(1)首先對雙導向保護套超聲波除油處理，所述除油的溫度設置在60℃，時間為15分鐘，除油配方為氫氧化鈉(NaOH，97％(重量百分比))60-80g/L，磷酸鈉(Na3PO4·12H2O，97％)25g/L，碳酸鈉(Na2CO3，97％)25g/L；(2)然後對雙導向保護套超聲波除鏽處理，除鏽的溫度設置為室溫，時間為1分鐘，除鏽配方為鹽酸(HCl，37％)25ml/L，硫酸(H2SO4，98％)5ml/L；(3)再對雙導向保護套進行化學複合鍍，化學複合鍍的溫度設置在90℃，時間為90分鐘，化學複合鍍配方為硫酸鎳(NiSO4·6H2O，98％)30g/L，次磷酸鈉(NaH2PO2·H2O，99.5％)20g/L，檸檬酸(C6H8O7·H2O，99％)10g/L，乳酸(C3H6O3，88％)40mm/L，氟化氫銨(NH4HF，99.5％)2g/L，鈉米級碳化矽(SiC，粒徑小於20nm)5g/L；(4)最後對雙導向保護套進行熱處理，熱處理的溫度設置在410℃，在保溫爐中保溫時間為1小時。
效果在細長凸模雙導向保護套表面獲得結合性能良好、硬度達1100Hv且具有自潤滑性能的鎳磷納米碳化矽複合鍍層。
實施例4對實施例1所述精密細長凸模的導向保護裝置導向型面的強化工藝(1)首先對雙導向保護套超聲波除油處理，所述除油的溫度設置在70℃，時間為13分鐘，除油配方為氫氧化鈉(NaOH，97％(重量百分比))70g/L，磷酸鈉(Na3PO4·12H2O，97％)25g/L，碳酸鈉(Na2CO3，97％)25g/L；(2)然後對雙導向保護套超聲波除鏽處理，除鏽的溫度設置為室溫，時間為1分鐘，除鏽配方為鹽酸(HCl，37％)25ml/L，硫酸(H2SO4，98％)5ml/L；(3)再對雙導向保護套進行化學複合鍍，化學複合鍍的溫度設置在87℃，時間為100分鐘，化學複合鍍配方為硫酸鎳(NiSO4·6H2O，98％)30g/L，次磷酸鈉(NaH2PO2·H2O，99.5％)20g/L，檸檬酸(C6H8O7·H2O，99％)10g/L，乳酸(C3H6O3，88％)40mm/L，氟化氫銨(NH4HF，99.5％)2g/L，鈉米級碳化矽(SiC，粒徑小於20nm)5g/L；(4)最後對雙導向保護套進行熱處理，熱處理的溫度設置在400℃，在保溫爐中保溫時間為1小時。
效果在細長凸模雙導向保護套表面獲得結合性能良好、硬度達1000Hv且具有自潤滑性能的鎳磷納米碳化矽複合鍍層。
權利要求
1.一種精密細長凸模的導向保護裝置，其特徵在於，包括上墊板、凸模固定板、卸料墊板、細長凸模、卸料板、螺釘、夾板、雙導向保護套、保護套次導向面、保護套主導向面、凸模安裝段和凸模工作段；所述凸模固定板、細長凸模、卸料墊板、雙導向保護套、卸料板位於上墊板的一側；所述細長凸模定位於凸模固定板內，並通過夾板及螺釘進行夾緊；所述上墊板與凸模固定板之間通過螺釘固定連接；所述上墊板、凸模固定板、細長凸模、凸模夾板及螺釘構成一固定組件I；所述雙導向保護套鑲嵌於卸料板內，卸料板與卸料墊板之間通過螺釘固定連接，所述卸料墊板、卸料板及雙導向保護套三者固定連接構成另一組件II；上述組件I和組件II之間通過卸料螺釘與彈簧結構柔性連接。
2.根據權利要求1所述的導向保護裝置，其特徵在於，所述雙導向保護套主導向段與細長凸模安裝段相配合，雙導向保護套次導向段與細長凸模的工作段相配合，雙導向保護套主導向段與細長凸模安裝段的配合間隙略小於雙導向保護套次導向段與細長凸模的工作段之間的配合間隙。
3.根據權利要求1所述的導向保護裝置，其特徵在於，所述細長凸模的材料為硬質合金，雙導向保護套的材料為普通工具鋼，其表面施加有鎳磷納米碳化矽化學複合鍍層，鍍層中磷的含量為5-9％，鎳為91-95％，納米碳化矽有微量，鍍層硬度為900-1100Hv。
4.一種精密細長凸模的導向保護裝置的導向型面的強化方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)首先對雙導向保護套超聲波除油處理，所述除油的溫度設置在60-80℃，時間為10-15分鐘，除油配方為氫氧化鈉(NaOH，97％(重量百分比))60-80g/L，磷酸鈉(Na3PO4·12H2O，97％)25g/L，碳酸鈉(Na2CO3，97％)25g/L；(2)然後對雙導向保護套超聲波除鏽處理，除鏽的溫度設置為室溫，時間為1-2分鐘，除鏽配方為鹽酸(HCl，37％)25ml/L，硫酸(H2SO4，98％)5ml/L；(3)再對雙導向保護套進行化學複合鍍，化學複合鍍的溫度設置在85-90℃，時間為90-120分鐘，化學複合鍍配方為硫酸鎳(NiSO4·6H2O，98％)30g/L，次磷酸鈉(NaH2PO2·H2O，99.5％)20g/L，檸檬酸(C6H8O7·H2O，99％)10g/L，乳酸(C3H6O3，88％)40mm/L，氟化氫銨(NH4HF，99.5％)2g/L，鈉米級碳化矽(SiC，粒徑小於20nm)5g/L；(4)最後對雙導向保護套進行熱處理，熱處理的溫度設置在390-410℃，在保溫爐中保溫時間為1小時。
全文摘要
本發明涉及一種精密細長凸模的導向保護裝置，包括上墊板、凸模固定板、卸料墊板、細長凸模、卸料板、螺釘、夾板、雙導向保護套、保護套次導向面、保護套主導向面、凸模安裝段和凸模工作段；所述導向保護裝置的導向型面的強化方法，包括對雙導向保護套超聲波除油處理、超聲波除鏽處理、化學複合鍍和熱處理；該方法在低耐磨性、低硬度、低價格、易加工的普通工具鋼材料加工成的導向保護套導向段上添加鎳磷納米碳化矽鍍層，取代傳統的用硬質合金之類高耐磨性、高硬度、高價格、難加工材料製造導向保護套的方法，得到的雙導向保護套具有高耐磨性、高硬度和自潤滑功能，增強對細長凸模的導向和保護，減小導向保護套和細長凸模之間的粘著磨損、提高壽命。
文檔編號B21D28/34GK101058106SQ200710028240
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月25日 優先權日2007年5月25日
發明者黃珍媛, 阮鋒, 羅建東, 肖明 申請人:華南理工大學