微米级碳化钨增强层冷挤压凸模

冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和模具配件的精密度质量等有着直接的关系。

冷挤压凸模的材质可以采用碳素工具钢、合金工具钢和高速钢等。碳素工具钢的淬透性低、耐磨性较差、淬火变形大，适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的冷挤压凸模。合金工具钢，例如Cr₁₂MoV，热处理后硬度为60~62 HRC，具有高的耐磨性、淬透性、高热稳定性和高的抗压强度，但是，其组织中共晶碳化物的偏析和网状碳化物的存在，需要经过“改锻”工艺来改善。高速钢是最常用的材质，它具有模具钢中最高的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。但选用单一材质的高速钢做冷挤压凸模时，由于其韧性较差，需要采用低温淬火工艺，以提高其韧性。

碳化钨具有较高的比刚度、比模量、低热膨胀系数以及良好的热稳定性、耐磨性、尺寸稳定性及与钢铁材料良好的润湿性等优点，以其为增强体制备具有碳化钨增强层的冷挤压凸模，可以大幅度提高冷挤压凸模表面硬度和强度，同时利用原位反应碳化钨增强层与高速钢基体之间高的结合强度，实现冷挤压凸模韧性的提高。

微米级碳化钨增强层冷挤压凸模其包括以下步骤：

步骤1：对高速钢冷挤压凸模本体进行表面处理，得到表面处理过的高速钢冷挤压凸模 本体；

步骤2：利用激光打孔机对所述步骤1得到的表面处理过的高速钢冷挤压凸模本体进行 激光打孔，然后进行酸洗，之后用水冲洗至中性，最后进行超声波清洗，得到清洗后的具有 凹陷管状体的高速钢冷挤压凸模本体；

步骤3：将所述步骤2得到的清洗后的具有凹陷管状体的高速钢冷挤压凸模本体置于真 空渗碳炉中在一定温度下进行渗碳，并保温一定时间，得到具有微米级碳化钨增强层的复 合体；

步骤4：将所述步骤3得到的具有微米级碳化钨增强层的复合体进行退火、分级淬火与三次低温回火处理，得到具有微米级碳化钨增强层的高速钢冷挤压凸模。

通过控制渗碳工艺参数和激光打孔参数控制碳化钨增强相的颗粒体积分数、分布和形态，提高了现有高速钢冷挤压凸模的表面强度和硬度，提高了复合材料的耐热和耐磨性能，同时利用原位反应碳化钨增强层与高速钢基体之间高的结合强度，实现冷挤压凸模韧性的 提高，解决高速钢冷挤压凸模易永久变形、易断裂、易破损的问题，且制备方法简单，易于实施。

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