CN104313527B - 一种提高汽车玻璃凹模耐磨性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高汽车玻璃凹模耐磨性能的方法，该方法是将汽车玻璃凹模先进行喷砂处理，然后对汽车玻璃凹模表面进行低温局部加热，并进行等离子喷涂氧化锆陶瓷层。与现有技术相比，本发明具有耐高温、高硬度、耐磨损、粘附性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车玻璃模具，尤其是涉及一种提高汽车玻璃凹模耐磨性能的方法。
背景技术
目前国内外汽车玻璃钢化模具凹模材料采用的都是耐高温不锈钢材料，其牌号为310S，此材料特性为耐高温、耐腐蚀，但该材料摩氏硬度较低，只有4.5级，不够耐磨，特别在应对大拱高、小曲率、深弯的玻璃时，模具两侧边部容易磨损，使玻璃边部产生模具痕迹、刮伤、爆边等缺陷，导致玻璃外观不良，引起客户批量投诉，降低客户满意度。而在生产过程中，要解决这些缺陷，则必须不断地对凹模磨损处进行打磨抛光，频次较高，每生产400片玻璃时，需把凹模从700℃左右的高温炉内拉出冷却，才可进行抛光处理，抛光后还要把凹模送进炉内重新升温加热，整个过程约需2小时，极大影响设备产能，同时也浪费不少电耗。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可提高汽车玻璃凹模耐磨性能的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种提高汽车玻璃凹模耐磨性能的方法，其特征在于，该方法是将汽车玻璃凹模先进行喷砂处理，然后对汽车玻璃凹模表面进行低温局部加热，并进行等离子喷涂氧化锆陶瓷层。
所述的喷砂处理具体为把凹模其他非使用面用胶纸保护起来，然后把凹模放进喷砂房，对使用面用24#棕刚玉砂进行喷砂，喷砂压力为0.5-0.6mpa，喷砂面要达到Sa级。
所述的低温局部加热具体为先用氧乙炔焰对凹模使用面进行局部烘烤除油，温度控制在60-70℃，以保证其涂层粘附性。
所述的等离子喷涂具体为先用镍铬粉对凹模使用面进行等离子喷涂，喷涂功率为18KW，涂层厚度≤0.10mm，此涂层作为打底层；然后再用氧化锆陶瓷粉再对喷涂面进行等离子喷涂，喷涂功率为35KW，涂层厚度控制在0.10-0.20mm，采用导轨夹枪喷涂，喷涂距离为100mm，可以控制喷枪的移动速度和喷出量，以保证涂层的均匀性和厚度。
所述的氧化锆陶瓷层的厚度为0.20～0.25mm，其主要成分为镍铬粉(NiCr)占20％+氧化锆陶瓷粉(CrO2)占80％，在喷涂前，需对喷涂粉末用电炉在100℃下烘烤1小时。
所述的汽车玻璃凹模包括与成型汽车玻璃形状相匹配的凹模型面、凹模型面下方设置的凹模本体，凹模本体四周设置的凹模毛坯，凹模本体通过其下方设置的凹模支撑脚固定在凹模支架总成上，所述的氧化锆陶瓷层喷涂在所述凹模型面表面。
上述凹模的使用面即为放置玻璃的凹模型而。
本发明是在原有汽车玻璃凹模材料的基础上，对凹模表面先进行喷砂处理，使其表面粗糙度显著降低，以便于产生一层粘附层；再对凹模表面进行低温局部加热，并喷涂上等离子氧化锆陶瓷层，此陶瓷层摩氏硬度为7级，与玻璃相近，具备耐高温、高硬度、耐磨损的特性，并且具有很高的粘附性，最终使凹模表面产生高耐磨性的陶瓷涂层，以达到显著提高产能和玻璃外观质量的目的。经过实际的实施以后，此新型陶瓷涂层凹模在产能上比原凹模提高一倍，成品率提高30％以上，玻璃外观质量也更好，降低了客户投诉，达到了预期的目标。
与现有技术相比，本发明是在不改变原有凹模材料基体的前提下，对凹模表面采用氧化锆陶瓷材料喷涂，使其表面覆盖上一层薄薄的、白色细腻的、硬度高且耐磨性好的粘附层，其具备以下儿个优点：
1.氧化锆的热膨胀系数为12.2×10-6m/K，与凹模基体(15.9×10-6m/K)接近，在钢化炉700℃高温下，两者膨胀量接近，涂层不会发生脱落；
2.氧化锆陶瓷材料的摩氏硬度与玻璃相同(7.0级)，在压制过程中，涂层不发生变形，长期与玻璃接触后，不会磨损，表面保持光滑均顺，压制产品不会发生爆边、刮伤、压痕等外观质量问题；
3.氧化锆陶瓷材料质地细腻，涂层薄且均匀地覆盖在凹模表面上，不改变凹模表面原有的曲率趋势，与凸模匹配完好，不会影响玻璃固有的成型状态；
4.氧化锆陶瓷材料高硬度高耐磨，对凹模的使用寿命有显著提升，从而大大提升炉子产能，释放设备产能不足的压力，有效节省电耗，意义重大。
附图说明
图1为本发明汽车凹模组装前的部分结构示意图；
图2为本发明汽车凹模组装后的结构示意图；
图3为本发明汽车凹模与凸模组装后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1～3所示，汽车玻璃凹模包括与成型汽车玻璃形状相匹配的凹模型面2、凹模型面2下方设置的凹模本体3，凹模本体3四周设置的凹模毛坯4，凹模本体3通过其下方设置的凹模支撑脚5及螺栓6固定在凹模支架总成7上，并在凹模支撑脚5与凹模支架总成7之间设置垫片8，凸模11设置在凹模上，凸模11固定在凸模总成10上。通过两个基准孔9与凸模总成10匹配，校对凹模型面2与凸模11的间隙，使其保持合理的数值；如果凹凸模间隙12不均匀，需通过凹模支撑脚5进行调整，垫上不同厚度的不锈钢垫片8。本发明在所述凹模型面2表面喷涂了一层氧化锆陶瓷层13。
上述模具的设计原理、安装和生产过程为：
A、设计原理：
先根据原始玻璃数模，设计出凹模表面型面数模，通过凹模表面型面数模设计出凹模数模，由三轴数控加工中心根据凹模数模对凹模毛坯4进行加工，得到实际凹模本体3；再对凹模型面2进行等离子陶瓷喷涂，得到一层陶瓷涂层13，该涂层13具备良好的物理特性，使凹模本体3在不改变原有基体材质的情况下，硬度、耐磨性得到很大程度的提高，从而大大提升其使用寿命。
B、安装和生产过程：
先根据设计好的凹模数模3，设计出凹模毛坯4水切割图形；把水切割回来的凹模毛坯4进行弯曲成型，再对其组装、焊接，并焊接上凹模支撑脚5，到得凹模毛坯4；对凹模毛坯4进行三轴加工，得到凹模本体3；把凹模本体3装配到凹模支架总成7上，对凹模支撑脚5进行钻孔，用螺栓6使凹模本体3固定在凹模支架总成7上，通过两个基准孔9与凸模总成10匹配，校对凹模型面2与凸模11的间隙，使其保持合理的数值；如果凹凸模间隙12不均匀，需通过凹模支撑脚5进行调整，垫上不同厚度的不锈钢垫片8，并做好记录；调整好凹凸模间隙12后，把凹模本体3从凹模架总成7上拆下来，运到特殊的环境下，单独对凹模型面2进行等离子陶瓷喷涂。
在喷涂前，先要对凹模表面2进行喷砂处理，降低其表面粗糙度，提高表面粘附性，具体为把凹模其他非使用面用胶纸保护起来，然后把凹模放进喷砂房，对使用面(凹模的使用面即为放置玻璃1的凹模型面2)用24#棕刚玉砂进行喷砂，喷砂压力为0.5-0.6mpa，喷砂面要达到Sa级；
然后再对凹模型面2进行局部加热，具体为先用氧乙炔焰对凹模使用面进行局部烘烤除油，温度控制在60-70℃，以保证其涂层粘附性。
同时通过等离子喷枪对加热区域进行喷涂处理，直至整个凹模型面2都均匀地喷涂上一层氧化锆陶瓷层13为止。具体为先用镍铬粉对凹模使用面进行等离子喷涂，喷涂功率为18KW，涂层厚度≤0.10mm，此涂层作为打底层；然后再用氧化锆陶瓷粉再对喷涂面进行等离子喷涂，喷涂功率为35KW，涂层厚度控制在0.10-0.20mm，采用导轨夹枪喷涂，喷涂距离为100mm，可以控制喷枪的移动速度和喷出量，以保证涂层的均匀性和厚度。所述的氧化锆陶瓷层的厚度为0.20～0.25mm，其主要成分为镍铬粉(NiCr)占20％+氧化锆陶瓷粉(CrO2)占80％，在喷涂前，需对喷涂粉末用电炉在100℃下烘烤1小时。
做好陶瓷喷涂层后，经自然冷却，还需对凹模型面2涂层用砂纸进行轻微打磨，以去除部分颗粒，保证氧化锆陶瓷层13表面光滑细腻，不伤害玻璃表面外观质量。最后把处理好的凹模本体3通过加工好的基准孔9和原先的记录，装配回凹模支架总成7上，保证与凸模总成10匹配的一致性，这样就完成了整个安装和生产过程。
本技术方案已应用于上海大众TIGUAN后挡凹模上，其每月有约3.6万片订单：
| 设备名称 | 设备功率 | 工作时间 | 产量(片/班) | 平均电能(度电/片) |
| 凹模表面无涂层 | 2000KW | 7小时 | 600 | 27.4 |
| 凹模表面有涂层 | 2000KW | 7小时 | 1200 | 12.28 |
每班产量均按100％合格率计算，表面有涂层的单位电能消耗可以降低50％。
该产品月生产数量实际节电计算(度电/每片)：
每片节电＝[2000×7/(600×85％]-[2000×7/(1200×95％)]＝27.4-12.28＝15.12度；
每月订单量节电＝36000×15.12＝54.432万度电；
每年可节电＝54.432×12＝653.184万度电＝653.184×0.6元/度＝391.9万元。
Claims (1)
1.一种提高汽车玻璃凹模耐磨性能的方法，其特征在于，该方法是将汽车玻璃凹模先进行喷砂处理，然后对汽车玻璃凹模表面进行低温局部加热，并进行等离子喷涂氧化锆陶瓷层；
所述的喷砂处理具体为对凹模的使用面进行喷砂，喷砂压力为0.5-0.6MPa，喷砂面达到Sa级；
所述的低温局部加热具体为采用氧乙炔焰对凹模使用面进行烘烤除油，温度控制在60-70℃；
所述的等离子喷涂具体为先用镍铬粉对凹模使用面进行等离子喷涂，喷涂功率为18kW，涂层厚度≤0.10mm，此涂层作为打底层；然后再用氧化锆陶瓷粉再对喷涂面进行等离子喷涂，喷涂功率为35kW，涂层厚度控制在0.10-0.20mm，采用导轨夹枪喷涂，喷涂距离为100mm；
所述的氧化锆陶瓷层的厚度为0.20～0.25mm，其主要成分为镍铬粉NiCr占20％+氧化锆陶瓷粉ZrO2占80％，在喷涂前，需对喷涂粉末用电炉在100℃下烘烤1小时；
所述的汽车玻璃凹模包括与成型汽车玻璃形状相匹配的凹模型面(2)、凹模型面(2)下方设置的凹模本体(3)，凹模本体(3)四周设置的凹模毛坯(4)，凹模本体(3)通过其下方设置的凹模支撑脚(5)固定在凹模支架总成(7)上，所述的氧化锆陶瓷层喷涂在所述凹模型面(2)表面。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170208 Termination date: 20201022 |