一種高硬度精密雕刻刀模的製作方法

2023-07-30 16:49:51

本發明涉及一種模具，具體的說是一種韌性、切削性和耐磨性優異的高硬度精密雕刻刀模。

背景技術：

雕刻刀模在模切行業中比較常用的產品，一般用於衝壓出所需的模切產品的形狀。其精度較高。相對於雷射刀模，雕刻刀模的精度更高，可控制在±0.03mm，而雷射刀模的精度在±0.1mm，其精度是顯而易見的。但雕刻刀模的加工時間比雷射刀模要多2倍以上，其材料工時消耗多，致使雕刻刀模的價格比傳統刀模的價格高出好多。雕刻刀模一般是用50多度，8mm厚的鋼料，更耐用，衝壓次數更多，而且可以多次修刀鋒。但具有精度高、不易變形等優點。相比蝕刻刀模，雕刻刀模是直接用機器清楚刀線周邊餘料，雕刻刀模如果稍微大點，雕刻刀模底板會彎且易變形。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提出一種高硬度精密雕刻刀模，可有效增加韌性、切削性、耐磨性和硬度。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：

一種高硬度精密雕刻刀模，其重量百分比成分為：c：0.27～0.29%，si：1.3～1.5%，mn：1.3～1.5%，p：0.013～0.015%，s：0.005～0.007%，nb：0.025～0.027%，ti：0.073～0.075%，ni：0.2～0.4%，mo：1.1～1.3%，cu：0.3～0.5%，al：0.11～0.13%，餘量為fe和雜質。

高硬度精密雕刻刀模的熱處理工藝，熱處理工藝在雕刻工藝後進行，熱處理工藝包括以下步驟：

㈠將雕刻刀模加熱到850-870℃，保溫11-13分鐘，然後在10-13秒內水冷至650-670℃，然後空冷10-13分鐘，再將刀模加熱到750-770℃，然後通過壓縮空氣快速冷卻到350-370℃，最後空冷至室溫；

㈡將雕刻刀模加熱到650-670℃，保溫17-19分鐘，然後在22-25秒內通過壓縮空氣冷至553-558℃，然後採用噴霧狀水將雕刻刀模冷至420-450℃，再將刀模加熱到710-730℃，然後水冷至410-430℃，最後空冷至室溫。

本發明的有益效果是：本發明通過ni和cu的含量來改進雕刻刀模的切削性能；通過nb、ti、cr和cu的含量來改進雕刻刀模的硬度，未經熱處理前，經檢測硬度可達hrc51-53；通過nb、ti、ni、cr和al的含量來改進韌性，經檢測韌性可達77-79j/cm2；另外，由於雕刻刀模的製備需要機器清楚刀線周邊餘料，因此，在其成分的設計時，不能通過成分的控制來最大程度的提高其硬度，這樣會增加雕刻難度，但雕刻刀模如果做的稍微大點，由於硬度不夠，雕刻刀模底板會彎且易變形，因此，本發明通過後續的熱處理來提高其硬度，本發明通過熱處理工藝，使雕刻刀模具有更高的強度，經檢測硬度可達hrc55-57，制度大規格的雕刻刀模後底板不易變形；另外，衝切材料大多含有膠類，需要其具有抗酸耐蝕性能，本發明通過後續的熱處理可以提高其抗酸耐蝕性能，具有優異的抗酸耐蝕性能，獲得了意想不到的技術效果，本發明雕刻刀模hic性能，實驗按照nacetm0248-a實驗溶液標準進行，（ctr）≤5%，（csr）≤2%，（clr）≤15%；ssc性能按astmg39標準進行四點彎曲試驗，在nacetm0177的a溶液中進行4點彎曲試驗，試驗時間720小時，試樣加載應力為實際屈服強度的80%，試驗後在10倍放大倍率下觀察，試件樣品厚度方向沒有裂紋。

具體實施方式

實施例1

本實施例是一種高硬度精密雕刻刀模，其重量百分比成分為：c：0.27%，si：1.3%，mn：1.3%，p：0.013%，s：0.005%，nb：0.025%，ti：0.073%，ni：0.2%，mo：1.1%，cu：0.3%，al：0.11%，餘量為fe和雜質。

本實施例的高硬度精密雕刻刀模的熱處理工藝，熱處理工藝包括以下步驟：

㈠將雕刻刀模加熱到850℃，保溫11分鐘，然後在10秒內水冷至650℃，然後空冷10分鐘，再將刀模加熱到750℃，然後通過壓縮空氣快速冷卻到350℃，最後空冷至室溫；

㈡將雕刻刀模加熱到650℃，保溫17分鐘，然後在22秒內通過壓縮空氣冷至553℃，然後採用噴霧狀水將雕刻刀模冷至420℃，再將刀模加熱到710℃，然後水冷至410℃，最後空冷至室溫。

經檢測，本實施例硬度可達hrc55，測韌性可達77j/cm2；雕刻刀模hic性能，實驗按照nacetm0248-a實驗溶液標準進行，（ctr）≤5%，（csr）≤2%，（clr）≤15%；ssc性能按astmg39標準進行四點彎曲試驗，在nacetm0177的a溶液中進行4點彎曲試驗，試驗時間720小時，試樣加載應力為實際屈服強度的80%，試驗後在10倍放大倍率下觀察，試件樣品厚度方向沒有裂紋。

實施例2

本實施例是一種高硬度精密雕刻刀模，其重量百分比成分為c：0.28%，si：1.4%，mn：1.4%，p：0.014%，s：0.006%，nb：0.026%，ti：0.074%，ni：0.3%，mo：1.2%，cu：0.4%，al：0.12%，餘量為fe和雜質。

本實施例的高硬度精密雕刻刀模的熱處理工藝，其熱處理工藝包括以下步驟：

㈠將雕刻刀模加熱到860℃，保溫12分鐘，然後在12秒內水冷至660℃，然後空冷12分鐘，再將刀模加熱到760℃，然後通過壓縮空氣快速冷卻到360℃，最後空冷至室溫；

㈡將雕刻刀模加熱到660℃，保溫18分鐘，然後在23秒內通過壓縮空氣冷至555℃，然後採用噴霧狀水將雕刻刀模冷至430℃，再將刀模加熱到720℃，然後水冷至420℃，最後空冷至室溫。

經檢測，本實施例硬度可達hrc56，測韌性可達78j/cm2；雕刻刀模hic性能，實驗按照nacetm0248-a實驗溶液標準進行，（ctr）≤5%，（csr）≤2%，（clr）≤15%；ssc性能按astmg39標準進行四點彎曲試驗，在nacetm0177的a溶液中進行4點彎曲試驗，試驗時間720小時，試樣加載應力為實際屈服強度的80%，試驗後在10倍放大倍率下觀察，試件樣品厚度方向沒有裂紋。

實施例3

本實施例是一種高硬度精密雕刻刀模，其重量百分比成分為：c：0.29%，si：1.5%，mn：1.5%，p：0.015%，s：0.007%，nb：0.027%，ti：0.075%，ni：0.4%，mo：1.3%，cu：0.5%，al：0.13%，餘量為fe和雜質。

本實施例的高硬度精密雕刻刀模的熱處理工藝，其熱處理工藝包括以下步驟：

㈠將雕刻刀模加熱到870℃，保溫13分鐘，然後在13秒內水冷至670℃，然後空冷13分鐘，再將刀模加熱到770℃，然後通過壓縮空氣快速冷卻到370℃，最後空冷至室溫；

㈡將雕刻刀模加熱到670℃，保溫19分鐘，然後在25秒內通過壓縮空氣冷至558℃，然後採用噴霧狀水將雕刻刀模冷至450℃，再將刀模加熱到730℃，然後水冷至430℃，最後空冷至室溫。

經檢測，本實施例硬度可達hrc57，測韌性可達79j/cm2；雕刻刀模hic性能，實驗按照nacetm0248-a實驗溶液標準進行，（ctr）≤5%，（csr）≤2%，（clr）≤15%；ssc性能按astmg39標準進行四點彎曲試驗，在nacetm0177的a溶液中進行4點彎曲試驗，試驗時間720小時，試樣加載應力為實際屈服強度的80%，試驗後在10倍放大倍率下觀察，試件樣品厚度方向沒有裂紋。

除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。