一種齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法技術

本發明專利技術涉及一種齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，S1、確定模具在加工中成形壓力較大區域，并在該成形壓力較大區域處加工微凹坑；S2、在微凹坑內填入納米二硫化鉬。本發明專利技術所述的微凹坑形貌，是根據模具的成形機理，選擇成形壓力最大區域加工出的表面微織構，以此作為潤滑介質的微存儲器，在邊界潤滑及貧油條件下能有效提供潤滑劑，改善精鍛齒輪在成形過程中的機械性能和摩擦潤滑性能，減少精鍛模具的磨損量，提高模具壽命；以及微形貌加工方法具有高效、精密可控、對環境無污染、成本低等眾多優勢。

A Method for Surface Microtopography Treatment of Gear Composite Plastic Forming Die

The invention relates to a method for processing the surface micro-morphology of a gear compound plastic forming die, S1, determining the area where the forming pressure of the die is larger in processing, and processing micro-pits in the area where the forming pressure is larger; S2, filling nano-molybdenum disulfide in the micro-pits. According to the forming mechanism of the die, the surface micro-texture machined in the area of maximum forming pressure is selected as the micro-memory of lubricating medium, which can effectively provide lubricant under boundary lubrication and oil-poor conditions, improve the mechanical performance and friction and lubrication performance of the precision forging gear in the forming process, reduce the wear of the precision forging die and improve the die. It has many advantages, such as high efficiency, precise and controllable, no pollution to the environment, low cost and so on.

【技術實現步驟摘要】
一種齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法
本專利技術涉及一種模具領域，具體涉及一種齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法。
技術介紹
隨著工業技術的不斷發展，汽車、工程機械、軌道交通等領域對齒輪產品及其鍛造生產提出了精密、高效等要求。開發優質、高效、節能節材的塑性成形新工藝，實現“凈成形”與“近凈成形”，是當前塑性加工領域的發展趨勢。傳統的、單一的齒輪熱精鍛技術，由于溫度高材料變形抗力低、塑性好，成形力明顯降低，但是由于熱精鍛的溫度較高，材料易發生氧化、鍛件表面質量較差。而冷精鍛是在室溫狀態下進行的一種精鍛成形工藝，生產的零部件尺寸精確、表面質量好，但由于其是在室溫下進行的，材料變形抗力高且金屬流動困難，會導致在鍛造過程中成形載荷陡增，以及齒形角隅填充不滿等問題。為了能夠充分發揮熱、冷精鍛的優點，摒棄傳統熱、冷精鍛的缺點，逐漸形成了多工位熱/溫鍛-冷擠壓復合成形工藝，此方法能夠結合多種成形工藝的優點，解決單一工藝無法解決的成形缺陷和成形載荷高等缺點，并且此工藝能實現高速成形、高速傳輸，減少工序間的熱處理，節約了能源、場地與人員，是一種節能減耗的先進成形技術。現有的技術，多用來提高精鍛模具表面質量，對于解決精鍛模具在成形過程中出現的齒輪上下角隅填充不滿的技術還較少。常用的提高模具型腔質量的方法有PVD法、CVD法、PCVD法、氣體氮化法、離子氮化法、激光表面強化、離子噴涂法等表面強化技術。這些表面強化技術在一定程度上改善了模具的型腔質量，提高了模具壽命，但是當模具型腔較為復雜時，就會對設備提出更高要求，常用的表面強化方法的實施就會受到一定程度上的限制，不利于大批量生產。中國專利200410039671.5公開了一種模具表面強化處理方法，其處理方法是：先將模具進行去應力操作，隨后進行噴砂處理，通過此達到提高模具表面硬度的目的。此方法未能保證砂料的流通是否會造成模具型腔的損壞，降低模具使用壽命，且此方法工作環境較差、單位產量低。中國專利200710134551.7公開了一種激光毛化金屬塑性成形模具，它在模具表面通過激光毛化處理得到特定的毛化形貌，以提高模具表面的耐磨抗磨、潤滑減磨性能。但此方法并沒有針對精鍛模具在成形過程中出現的齒形填充不滿的問題提出具體的解決方法。中國專利201110148422.X公開了一種金屬塑性成形模具織構化自潤滑處理方法，以實現模具表面的潤滑性能的優化分布，改善材料的流動和模具的潤滑抗磨性能，提高模具壽命和制品質量，該方法并不能解決精鍛模具在成形過程中出現的上下角隅填充不完整的問題。中國專利201510359819.1公開了一種模具激光強化工藝，通過合理的激光強化工藝利用光纖激光器發出的激光束垂直照射模具，以實現用最經濟的方式提供模具性能改進的效果。但該種方法并沒有具體針對精鍛模具成形過程出現的各種問題，提出具體的解決方案。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，具體內容如下：一種齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，S1、確定模具在加工中成形壓力較大區域，并在該成形壓力較大區域處加工微凹坑；S2、在微凹坑內填入納米二硫化鉬。作為優選，在用于多工位熱模鍛的模具中的上凸模和下凹模表面加工微凹槽。作為優選，在用于多工位熱模鍛的模具中的下凹模下半區域沿齒根方向加工微凸點或微梗。作為優選，在用于冷擠壓模具的凹模中沿齒形在齒根處分布所述微凹坑。作為優選，在用于冷擠壓模具的凹模中的所述微凹坑內填入納米二硫化鉬和碳納米管。作為優選，在多工位熱模鍛墩粗工位中的模具的所述微凹坑的參數為直徑50-130,深度15-55，密度8-24%；在多工位熱模鍛預鍛工位的下凹模成形壓力最大處的所述微凹坑的參數為直徑50-120,深度18-54，密度18-32%；在多工位熱模鍛終鍛工位的下凹模成形壓力最大處的所述微凹坑的參數為直徑50-110,深度15-45，密度20-40%。作為優選，在多工位熱模鍛預鍛工位的上凸模和下凹模表面的所述微凹槽的參數為寬度70-110，深度15-35，密度15-35%；在多工位熱模鍛終鍛工位的上凸模和下凹模表面的所述微凹槽的參數為寬度35-85，深度15-35，密度15-35%。作為優選，在多工位熱模鍛預鍛工位的下凹模型腔下半部分的齒根處的所述微梗的參數為寬度35-75，高度6-14，密度18-32%；在多工位熱模鍛終鍛工位的下凹模型腔下半部分的齒根處的所述微凸點的參數為直徑36-90，所述微凸點高度15-36，密度18-32%。作為優選，在冷擠壓模具凹模中沿齒形分布在齒根處的所述微凹坑的參數為直徑55-95，深度18-32，密度18-32%。作為優選，通過激光器在模具表面形成所述微凹坑；并對其表面進行拋光處理。本專利技術的有益效果是本專利技術所述的微凹坑形貌，是根據模具的成形機理，選擇成形壓力最大區域加工出的表面微織構，以此作為潤滑介質的微存儲器，在邊界潤滑及貧油條件下能有效提供潤滑劑，改善精鍛齒輪在成形過程中的機械性能和摩擦潤滑性能，減少精鍛模具的磨損量，提高模具壽命；以及微形貌加工方法具有高效、精密可控、對環境無污染、成本低等眾多優勢。表面微凹坑運用在多工位熱精鍛和冷擠壓復合鍛造工藝，與傳統的單工序金屬塑性成形工藝相比，能充分發揮模具表面微形貌的表面潤滑、改善金屬流動、減小成形載荷的作用。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1為下凹模表面微形貌分布示意圖。圖2為上凸模表面微形貌分布示意圖。圖3為另一種下凹模表面微形貌分布示意圖。圖4為微凹槽參數示意圖，b是寬度，h是深度。圖5為微凹坑參數示意圖，D是直徑，H是深度。圖6為微梗參數示意圖，c是寬度，d是高度。圖7為微凸點參數示意圖，F是直徑，P是高度。圖中：1、微凹坑，2、微凹槽，3、微梗。具體實施方式現在結合附圖對本專利技術作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術的基本結構，因此其僅顯示與本專利技術有關的構成。如圖1~7所示，本專利技術的一種齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，S1、確定模具在加工中成形壓力較大區域，并在該成形壓力較大區域處加工微凹坑1；S2、在微凹坑1內填入納米二硫化鉬。在多工位熱模鍛墩粗工位中的模具的所述微凹坑1的參數為直徑50-130,深度15-55，密度8-24%；在多工位熱模鍛預鍛工位的下凹模成形壓力最大處的微凹坑1的參數為直徑50-120,深度18-54，密度18-32%；在多工位熱模鍛終鍛工位的下凹模成形壓力最大處的微凹坑1的參數為直徑50-110,深度15-45，密度20-40%。優選為：在多工位熱模鍛墩粗工位中，微凹坑1參數為直徑60-120,深度20-50，密度10-20%。在多工位熱模鍛預鍛工位的下凹模成形壓力最大處(齒形處)加工的微凹坑1，參數為直徑60-110,深度20-50，密度20-30%。在終鍛工位的下凹模成形壓力最大處(齒形處)加工微凹坑1的參數為直徑60-100,深度20-40，密度25-35%。本專利技術所述的微凹坑1形貌，是根據模具的成形機理，選擇成形壓力最大區域加工出的表面微織構，以此作為潤滑介質的微存儲器，在邊界潤滑及貧油條件下能有效提供潤滑劑，改善精鍛齒輪在成形過程中的機械性能和摩擦潤滑性能，減少精鍛本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，其特征在于：S1、確定模具在加工中成形壓力較大區域，并在該成形壓力較大區域處加工微凹坑；S2、在微凹坑內填入納米二硫化鉬。

【技術特征摘要】
1.一種齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，其特征在于：S1、確定模具在加工中成形壓力較大區域，并在該成形壓力較大區域處加工微凹坑；S2、在微凹坑內填入納米二硫化鉬。2.如權利要求1所述的齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，其特征在于:在用于多工位熱模鍛的模具中的上凸模和下凹模表面加工微凹槽。3.如權利要求2所述的齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，其特征在于:在用于多工位熱模鍛的模具中的下凹模下半區域沿齒根方向加工微凸點或微梗。4.如權利要求1所述的齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，其特征在于:在用于冷擠壓模具的凹模中沿齒形在齒根處分布所述微凹坑。5.如權利要求4所述的齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，其特征在于:在用于冷擠壓模具的凹模中的所述微凹坑內填入納米二硫化鉬和碳納米管。6.如權利要求1所述的齒輪復合塑性成形模具表面微形貌處理方法，其特征在于:在多工位熱模鍛墩粗工位中的模具的所述微凹坑的參數為直徑50-130μm，深度15-55μm，密度8-24%；在多工位熱模鍛預鍛工位的下凹模成形壓力最大處的所述微凹坑的參數為直徑50-120μm，,深度18-54μm，密度18-32%；在多工位熱模鍛終鍛工位的下凹模成形壓力最...

【專利技術屬性】
技術研發人員：解玄，劉建芳，華希俊，尹必峰，張加力，朱翊航，
申請(專利權)人：常州江蘇大學工程技術研究院，南京江峰微特發動機科技有限公司，江蘇大學，南京蔚嵐環境技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32