阅读说明：本技术 一种粉末冶金成型模具加工工艺 (Powder metallurgy forming die processing technology ) 是由 卢杰 张美华 徐志英 于 2019-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及成型模具技术领域,尤其涉及一种粉末冶金成型模具加工工艺,包括以下步骤：步骤一,模具粗加工；步骤二,模具成型腔表层电镀镍；步骤三,原料粉末的制备；步骤四,粉末冶金成型；步骤五,粉末冶金成型模具烧制；步骤六,粉末冶金成型模具精加工；步骤七,精密粉末冶金成型模具表面处理；其中,在步骤一中：选用模具钢材料进行常规调质锻造处理,使用车床粗铣模具胚体并制成型腔。该发明中通过在粉末冶金成型模具烧制后再次对粉末冶金成型模具进行压制,可以使得粉末冶金成型模具内部结构更加紧密,提高粉末冶金成型模具结构的强度,在保证同等性能和质量情况下,节约金属,降低生产成本。(The invention relates to the technical field of forming dies, in particular to a processing technology of a powder metallurgy forming die, which comprises the following steps: step one, roughly processing a mould; electroplating nickel on the surface layer of the mold forming cavity; step three, preparing raw material powder; step four, powder metallurgy forming; step five, firing the powder metallurgy forming die; step six, fine machining of the powder metallurgy forming die; seventhly, treating the surface of the precision powder metallurgy forming die; wherein, in the step one: selecting a die steel material to carry out conventional quenching and tempering forging treatment, roughly milling a die blank by using a lathe and manufacturing a die cavity. According to the invention, the powder metallurgy forming die is pressed again after being fired, so that the internal structure of the powder metallurgy forming die is more compact, the structural strength of the powder metallurgy forming die is improved, metal is saved and the production cost is reduced under the condition of ensuring the same performance and quality.)

一种粉末冶金成型模具加工工艺

技术领域

本发明涉及成型模具技术领域，尤其涉及一种粉末冶金成型模具加工工艺。

背景技术

粉末冶金是用金属粉末作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术，粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，均属于粉末烧结技术，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备，由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

现有的粉末冶金成型模具在制备过程中，由于对粉末冶金成型模具表面处理不当或是处理工艺欠佳，其粉末冶金成型模具表面硬度及表面粗糙度，无法满足模具加工的需求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种粉末冶金成型模具加工工艺，具备提高了粉末冶金成型模具的优点，解决了由于对粉末冶金成型模具表面处理不当或是处理工艺欠佳，其粉末冶金成型模具表面硬度及表面粗糙度，无法满足模具加工的需求的问题。

(二)技术方案

为实现上述技术问题，本发明提供了这样一种粉末冶金成型模具加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，模具粗加工；步骤二，模具成型腔表层电镀镍；步骤三，原料粉末的制备；步骤四，粉末冶金成型；步骤五，粉末冶金成型模具烧制；步骤六，粉末冶金成型模具精加工；步骤七，精密粉末冶金成型模具表面处理；其中：

在步骤一中：选用模具钢材料进行常规调质锻造处理，使用车床粗铣模具胚体并制成型腔，对车铣完成的成型腔进行表面粗糙度Ra和平行度处理；

在步骤二中：将模具胚体浸入PH值为10～12的碱性清洗液中，浸泡10～15min，并进行电解处理，电解电流为2A/dm2，除去模具胚体表面油污，用去离子水对模具胚体进行冲洗，将冲洗完的模具胚体浸入PH值为3～4的酸性溶液中进行清洗、除去模具胚体表层氧化膜，酸洗后将模具胚体放入去离子水中清洗，将清洗完成的模具胚体放入电镀溶液中进行电镀镍；

在步骤三中：将粉末冶金原料依次加入搅拌机中，并通过热电偶对原料进行加热，热电偶的加热温度为300～330℃，混合搅拌均匀得混合料，备用；

在步骤四中：将混合料分3～5次加入模具成型腔内，每加入一次混合料后使用压合机跟随压实，压合时压力为3～5MPa，压紧3～5秒，直至混合料充满模具成型腔，后使用压合机进行压合，得粉末冶金成型模具胚料，备用；在步骤五中：将粉末冶金成型模具胚料浸入熔融盐中置于中频加热炉进行加热，之后将粉末冶金成型模具胚料置于模具成型腔内，再通过压合机以300～500MPa压力压紧10～20秒，压制结束后，备用；

在步骤六中：将粉末冶金成型模具使用车床进行车削加工，打磨抛光后，得精密粉末冶金成型模具，备用；

在步骤七中：将精密粉末冶金成型模具清洗去油晾干后置于微弧氧化处理液中，对精密粉末冶金成型模具的表面进行微弧氧化处理，处理结束后，取出，清洗烘干后置于润滑油中浸泡，沥干多余油脂后密封包装。

进一步地，所述在步骤一中，使模具钢材料的硬度达到30HRC～36HRC，处理后成型腔的表面粗糙度Ra为0.4～0.5μm，成型腔的平行度为1μm～1.5μmm。

进一步地，所述在步骤二中，电镀溶液包括如下成分：250g/L～270g/L的硫酸镍、360g/L～420g/L硫酸镍氨基硫酸镍、25g/L～35g/L氯化镍、52g/L～56g/L硼酸及余量水，电镀溶液PH值3～4.5。

进一步地，所述在步骤二中，在模具胚体电镀镍完成后，将模具胚体置于烘箱内烘干，烘箱内的温度为250℃～280℃。

进一步地，所述在步骤四中，在混合料充满模具成型腔之后，使用压合机以300～500MPa压力压紧10～20秒。

进一步地，所述在步骤五中，加热炉的温度控制过程如下：在3～5小时内将粉末冶金成型模具胚料加热至400～500℃，保温2～3小时，之后在4～6小时内将粉末冶金成型模具胚料温度加热至1300～1500℃，保温1～2小时，之后进行以5～7℃/分的速度进行降温，直至冷却至650～700℃，保温处理3～5小时。

进一步地，所述在步骤七中，微弧氧化处理液的温度为40～50℃，微弧氧化处理参数为：微弧氧化处理液工作电压400～450V，处理时间20～40分钟。

进一步地，所述在步骤七中，润滑油的温度为110～130℃，浸泡时间为4～6小时。

(三)有益效果

本发明提供了一种粉末冶金成型模具加工工艺，具备以下有益效果：

1、该粉末冶金成型模具加工工艺，通过在粉末冶金成型模具烧制后再次对粉末冶金成型模具进行压制，可以使得粉末冶金成型模具内部结构更加紧密，提高粉末冶金成型模具结构的强度，在保证同等性能和质量情况下，节约金属，降低生产成本。

2、该粉末冶金成型模具加工工艺，通过对成型腔的处理、电镀镍及对粉末冶金成型模具精加工、表面处理，提高了粉末冶金成型模具表面的平整度，增加粉末冶金成型模具表面的抗氧化性和耐磨性，提高粉末冶金成型模具的质量，工艺简单，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明结构工艺图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一：

一种粉末冶金成型模具加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，模具粗加工；步骤二，模具成型腔表层电镀镍；步骤三，原料粉末的制备；步骤四，粉末冶金成型；步骤五，粉末冶金成型模具烧制；步骤六，粉末冶金成型模具精加工；步骤七，精密粉末冶金成型模具表面处理；其中：

在步骤一中：选用模具钢材料进行常规调质锻造处理，使模具钢材料的硬度达到30HRC，使用车床粗铣模具胚体并制成型腔，对车铣完成的成型腔进行表面粗糙度Ra和平行度处理，处理后成型腔的表面粗糙度Ra为0.4μm，成型腔的平行度为1μm。

在步骤二中：将模具胚体浸入PH值为10～12的碱性清洗液中，浸泡10min，并进行电解处理，电解电流为2A/dm2，除去模具胚体表面油污，用去离子水对模具胚体进行冲洗，将冲洗完的模具胚体浸入PH值为3的酸性溶液中进行清洗、除去模具胚体表层氧化膜，酸洗后将模具胚体放入去离子水中清洗，将清洗完成的模具胚体放入电镀溶液中进行电镀镍，电镀溶液包括如下成分：250g/L的硫酸镍、360g/L硫酸镍氨基硫酸镍、25g/L氯化镍、52g/L硼酸及余量水，电镀溶液PH值3，在模具胚体电镀镍完成后，将模具胚体置于烘箱内烘干，烘箱内的温度为250℃。

在步骤三中：将粉末冶金原料依次加入搅拌机中，并通过热电偶对原料进行加热，热电偶的加热温度为300℃，混合搅拌均匀得混合料，备用。

在步骤四中：将混合料分3次加入模具成型腔内，每加入一次混合料后使用压合机跟随压实，压合时压力为3MPa，压紧3秒，直至混合料充满模具成型腔，在混合料充满模具成型腔之后，使用压合机以300MPa压力压紧10秒，得粉末冶金成型模具胚料，备用。

在步骤五中：将粉末冶金成型模具胚料浸入熔融盐中置于中频加热炉进行加热，加热炉的温度控制过程如下：在3小时内将粉末冶金成型模具胚料加热至400℃，保温2小时，之后在4小时内将粉末冶金成型模具胚料温度加热至1300℃，保温1小时，之后进行以5℃/分的速度进行降温，直至冷却至650℃，保温处理3小时，之后将粉末冶金成型模具胚料置于模具成型腔内，再通过压合机以300MPa压力压紧10秒，压制结束后，备用。

在步骤六中：将粉末冶金成型模具使用车床进行车削加工，打磨抛光后，得精密粉末冶金成型模具，备用。

在步骤七中：将精密粉末冶金成型模具清洗去油晾干后置于微弧氧化处理液中，微弧氧化处理液的温度为40℃，对精密粉末冶金成型模具的表面进行微弧氧化处理，微弧氧化处理参数为：微弧氧化处理液工作电压400V，处理时间20分钟，处理结束后，取出，清洗烘干后置于润滑油中浸泡，润滑油的温度为110℃，浸泡时间为4小时，沥干多余油脂后密封包装。

实施例二：

一种粉末冶金成型模具加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，模具粗加工；步骤二，模具成型腔表层电镀镍；步骤三，原料粉末的制备；步骤四，粉末冶金成型；步骤五，粉末冶金成型模具烧制；步骤六，粉末冶金成型模具精加工；步骤七，精密粉末冶金成型模具表面处理；其中：

在步骤一中：选用模具钢材料进行常规调质锻造处理，使模具钢材料的硬度达到32HRC，使用车床粗铣模具胚体并制成型腔，对车铣完成的成型腔进行表面粗糙度Ra和平行度处理，处理后成型腔的表面粗糙度Ra为0.4μm，成型腔的平行度为1.2μmm。

在步骤二中：将模具胚体浸入PH值为11的碱性清洗液中，浸泡13min，并进行电解处理，电解电流为2A/dm2，除去模具胚体表面油污，用去离子水对模具胚体进行冲洗，将冲洗完的模具胚体浸入PH值为3的酸性溶液中进行清洗、除去模具胚体表层氧化膜，酸洗后将模具胚体放入去离子水中清洗，将清洗完成的模具胚体放入电镀溶液中进行电镀镍，电镀溶液包括如下成分：260g/L的硫酸镍、380g/L硫酸镍氨基硫酸镍、30g/L氯化镍、53g/L硼酸及余量水，电镀溶液PH值4，在模具胚体电镀镍完成后，将模具胚体置于烘箱内烘干，烘箱内的温度为270℃。

在步骤三中：将粉末冶金原料依次加入搅拌机中，并通过热电偶对原料进行加热，热电偶的加热温度为310℃，混合搅拌均匀得混合料，备用。

在步骤四中：将混合料分4次加入模具成型腔内，每加入一次混合料后使用压合机跟随压实，压合时压力为4MPa，压紧4秒，直至混合料充满模具成型腔，在混合料充满模具成型腔之后，使用压合机以400MPa压力压紧15秒，得粉末冶金成型模具胚料，备用。

在步骤五中：将粉末冶金成型模具胚料浸入熔融盐中置于中频加热炉进行加热，加热炉的温度控制过程如下：在4小时内将粉末冶金成型模具胚料加热至400℃，保温3小时，之后在5小时内将粉末冶金成型模具胚料温度加热至1400℃，保温1小时，之后进行以5℃/分的速度进行降温，直至冷却至680℃，保温处理4小时，之后将粉末冶金成型模具胚料置于模具成型腔内，再通过压合机以400MPa压力压紧15秒，压制结束后，备用。

在步骤六中：将粉末冶金成型模具使用车床进行车削加工，打磨抛光后，得精密粉末冶金成型模具，备用。

在步骤七中：将精密粉末冶金成型模具清洗去油晾干后置于微弧氧化处理液中，微弧氧化处理液的温度为45℃，对精密粉末冶金成型模具的表面进行微弧氧化处理，微弧氧化处理参数为：微弧氧化处理液工作电压420V，处理时间30分钟，处理结束后，取出，清洗烘干后置于润滑油中浸泡，润滑油的温度为120℃，浸泡时间为5小时，沥干多余油脂后密封包装。

实施例三：

一种粉末冶金成型模具加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，模具粗加工；步骤二，模具成型腔表层电镀镍；步骤三，原料粉末的制备；步骤四，粉末冶金成型；步骤五，粉末冶金成型模具烧制；步骤六，粉末冶金成型模具精加工；步骤七，精密粉末冶金成型模具表面处理；其中：

在步骤一中：选用模具钢材料进行常规调质锻造处理，使模具钢材料的硬度达到36HRC，使用车床粗铣模具胚体并制成型腔，对车铣完成的成型腔进行表面粗糙度Ra和平行度处理，处理后成型腔的表面粗糙度Ra为0.5μm，成型腔的平行度为1.5μmm。

在步骤二中：将模具胚体浸入PH值为12的碱性清洗液中，浸泡15min，并进行电解处理，电解电流为2A/dm2，除去模具胚体表面油污，用去离子水对模具胚体进行冲洗，将冲洗完的模具胚体浸入PH值为4的酸性溶液中进行清洗、除去模具胚体表层氧化膜，酸洗后将模具胚体放入去离子水中清洗，将清洗完成的模具胚体放入电镀溶液中进行电镀镍，电镀溶液包括如下成分：270g/L的硫酸镍、420g/L硫酸镍氨基硫酸镍、35g/L氯化镍、56g/L硼酸及余量水，电镀溶液PH值4.5，在模具胚体电镀镍完成后，将模具胚体置于烘箱内烘干，烘箱内的温度为280℃。

在步骤三中：将粉末冶金原料依次加入搅拌机中，并通过热电偶对原料进行加热，热电偶的加热温度为330℃，混合搅拌均匀得混合料，备用。

在步骤四中：将混合料分5次加入模具成型腔内，每加入一次混合料后使用压合机跟随压实，压合时压力为5MPa，压紧5秒，直至混合料充满模具成型腔，在混合料充满模具成型腔之后，使用压合机以500MPa压力压紧20秒，得粉末冶金成型模具胚料，备用。

在步骤五中：将粉末冶金成型模具胚料浸入熔融盐中置于中频加热炉进行加热，加热炉的温度控制过程如下：在5小时内将粉末冶金成型模具胚料加热至500℃，保温3小时，之后在6小时内将粉末冶金成型模具胚料温度加热至1500℃，保温2小时，之后进行以7℃/分的速度进行降温，直至冷却至700℃，保温处理5小时，之后将粉末冶金成型模具胚料置于模具成型腔内，再通过压合机以500MPa压力压紧20秒，压制结束后，备用。

在步骤六中：将粉末冶金成型模具使用车床进行车削加工，打磨抛光后，得精密粉末冶金成型模具，备用。

在步骤七中：将精密粉末冶金成型模具清洗去油晾干后置于微弧氧化处理液中，微弧氧化处理液的温度为50℃，对精密粉末冶金成型模具的表面进行微弧氧化处理，微弧氧化处理参数为：微弧氧化处理液工作电压450V，处理时间40分钟，处理结束后，取出，清洗烘干后置于润滑油中浸泡，润滑油的温度为130℃，浸泡时间为6小时，沥干多余油脂后密封包装。

实施例四：

一种粉末冶金成型模具加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，模具粗加工；步骤二，模具成型腔表层电镀镍；步骤三，原料粉末的制备；步骤四，粉末冶金成型；步骤五，粉末冶金成型模具烧制；步骤六，粉末冶金成型模具精加工；步骤七，精密粉末冶金成型模具表面处理；其中：

在步骤一中：选用模具钢材料进行常规调质锻造处理，使模具钢材料的硬度达到34HRC，使用车床粗铣模具胚体并制成型腔，对车铣完成的成型腔进行表面粗糙度Ra和平行度处理，处理后成型腔的表面粗糙度Ra为0.5μm，成型腔的平行度为1.3μmm。

在步骤二中：将模具胚体浸入PH值为12的碱性清洗液中，浸泡14min，并进行电解处理，电解电流为2A/dm2，除去模具胚体表面油污，用去离子水对模具胚体进行冲洗，将冲洗完的模具胚体浸入PH值为4的酸性溶液中进行清洗、除去模具胚体表层氧化膜，酸洗后将模具胚体放入去离子水中清洗，将清洗完成的模具胚体放入电镀溶液中进行电镀镍，电镀溶液包括如下成分：270g/L的硫酸镍、390g/L硫酸镍氨基硫酸镍、33g/L氯化镍、53g/L硼酸及余量水，电镀溶液PH值4，在模具胚体电镀镍完成后，将模具胚体置于烘箱内烘干，烘箱内的温度为280℃。

在步骤三中：将粉末冶金原料依次加入搅拌机中，并通过热电偶对原料进行加热，热电偶的加热温度为330℃，混合搅拌均匀得混合料，备用。

在步骤四中：将混合料分4次加入模具成型腔内，每加入一次混合料后使用压合机跟随压实，压合时压力为5MPa，压紧5秒，直至混合料充满模具成型腔，在混合料充满模具成型腔之后，使用压合机以500MPa压力压紧20秒，得粉末冶金成型模具胚料，备用。

在步骤五中：将粉末冶金成型模具胚料浸入熔融盐中置于中频加热炉进行加热，加热炉的温度控制过程如下：在5小时内将粉末冶金成型模具胚料加热至500℃，保温3小时，之后在6小时内将粉末冶金成型模具胚料温度加热至1500℃，保温2小时，之后进行以7℃/分的速度进行降温，直至冷却至700℃，保温处理5小时，之后将粉末冶金成型模具胚料置于模具成型腔内，再通过压合机以500MPa压力压紧20秒，压制结束后，备用。

在步骤六中：将粉末冶金成型模具使用车床进行车削加工，打磨抛光后，得精密粉末冶金成型模具，备用。

在步骤七中：将精密粉末冶金成型模具清洗去油晾干后置于微弧氧化处理液中，微弧氧化处理液的温度为45℃，对精密粉末冶金成型模具的表面进行微弧氧化处理，微弧氧化处理参数为：微弧氧化处理液工作电压420V，处理时间30分钟，处理结束后，取出，清洗烘干后置于润滑油中浸泡，润滑油的温度为120℃，浸泡时间为6小时，沥干多余油脂后密封包装。

实施例五：

一种粉末冶金成型模具加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，模具粗加工；步骤二，模具成型腔表层电镀镍；步骤三，原料粉末的制备；步骤四，粉末冶金成型；步骤五，粉末冶金成型模具烧制；步骤六，粉末冶金成型模具精加工；步骤七，精密粉末冶金成型模具表面处理；其中：

在步骤一中：选用模具钢材料进行常规调质锻造处理，使模具钢材料的硬度达到33HRC，使用车床粗铣模具胚体并制成型腔，对车铣完成的成型腔进行表面粗糙度Ra和平行度处理，处理后成型腔的表面粗糙度Ra为0.5μm，成型腔的平行度为1.3μmm。

在步骤二中：将模具胚体浸入PH值为11的碱性清洗液中，浸泡13min，并进行电解处理，电解电流为2A/dm2，除去模具胚体表面油污，用去离子水对模具胚体进行冲洗，将冲洗完的模具胚体浸入PH值为4的酸性溶液中进行清洗、除去模具胚体表层氧化膜，酸洗后将模具胚体放入去离子水中清洗，将清洗完成的模具胚体放入电镀溶液中进行电镀镍，电镀溶液包括如下成分：270g/L的硫酸镍、420g/L硫酸镍氨基硫酸镍、35g/L氯化镍、56g/L硼酸及余量水，电镀溶液PH值4.5，在模具胚体电镀镍完成后，将模具胚体置于烘箱内烘干，烘箱内的温度为250℃。

在步骤三中：将粉末冶金原料依次加入搅拌机中，并通过热电偶对原料进行加热，热电偶的加热温度为300℃，混合搅拌均匀得混合料，备用。

在步骤四中：将混合料分4次加入模具成型腔内，每加入一次混合料后使用压合机跟随压实，压合时压力为4MPa，压紧5秒，直至混合料充满模具成型腔，在混合料充满模具成型腔之后，使用压合机以500MPa压力压紧20秒，得粉末冶金成型模具胚料，备用。

在步骤五中：将粉末冶金成型模具胚料浸入熔融盐中置于中频加热炉进行加热，加热炉的温度控制过程如下：在5小时内将粉末冶金成型模具胚料加热至450℃，保温2.5小时，之后在5小时内将粉末冶金成型模具胚料温度加热至1400℃，保温2小时，之后进行以6℃/分的速度进行降温，直至冷却至700℃，保温处理4.5小时，之后将粉末冶金成型模具胚料置于模具成型腔内，再通过压合机以500MPa压力压紧20秒，压制结束后，备用。

在步骤六中：将粉末冶金成型模具使用车床进行车削加工，打磨抛光后，得精密粉末冶金成型模具，备用。

在步骤七中：将精密粉末冶金成型模具清洗去油晾干后置于微弧氧化处理液中，微弧氧化处理液的温度为48℃，对精密粉末冶金成型模具的表面进行微弧氧化处理，微弧氧化处理参数为：微弧氧化处理液工作电压440V，处理时间40分钟，处理结束后，取出，清洗烘干后置于润滑油中浸泡，润滑油的温度为130℃，浸泡时间为5.5小时，沥干多余油脂后密封包装。

该粉末冶金成型模具加工工艺，通过在粉末冶金成型模具烧制后再次对粉末冶金成型模具进行压制，可以使得粉末冶金成型模具内部结构更加紧密，提高粉末冶金成型模具结构的强度，在保证同等性能和质量情况下，节约金属，降低生产成本。

通过对成型腔的处理、电镀镍及对粉末冶金成型模具精加工、表面处理，提高了粉末冶金成型模具表面的平整度，增加粉末冶金成型模具表面的抗氧化性和耐磨性，提高粉末冶金成型模具的质量，工艺简单，提高生产效率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物定。