CN110055395A - 一种新型模具3d打印热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在350～400℃下保温2～2.5h；S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至100～150℃；S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至600～650℃，保温25～30min；S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至80～100℃；S5：缓慢回火至300～350℃，保温1～2h；S6：缓慢空冷至室温；S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。提供一种工件焊缝机械性能高、操作简单的新型模具3D打印热处理工艺。
Description
技术领域
本发明涉及模具的生产加工技术领域，特别涉及一种新型模具3D打印热处理工艺。
背景技术
模具的加工工艺包括以下步骤：气刨→探伤(排除夹杂、裂纹)→扫描→预热模具→焊接→焊后热处理→扫描→打磨→检验出库。
现有专利号为CN201310078214.6、专利名称为“一种不锈钢工件焊后热处理工艺”的中国发明专利公开了一种对不锈钢工件焊后热处理工艺，其中是通过计算机严格控制工件在一个很小的温差范围，并根据温差调整冷却、升温速度，操作复杂，热处理时条件苛刻，不适于工业广泛使用。
因此，需要一种新型的、针对焊接处理之后工件进行的热处理工艺。
发明内容
本发明为了克服现有技术的缺陷，提供一种工件焊缝机械性能高、操作简单的新型模具3D打印热处理工艺。
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在350～400℃下保温2～2.5h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至100～150℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至600～650℃，保温25～30min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至80～100℃；
S5：缓慢回火至300～350℃，保温1～2h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇5～10份，月桂酸聚氧乙烯酯2～5份，亚硫酸钠5～10份，丁基醚聚二甲基硅氧烷4～8份，聚乙二醇5～10份，其中，丁基醚聚二甲基硅氧烷能提高缓冷剂溶液整体的稳定性。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇8份，月桂酸聚氧乙烯酯3份，亚硫酸钠3份，丁基醚聚二甲基硅氧烷6份，聚乙二醇8份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠8～10份，氯化钾2～5份，硝酸钾4～8份，氢氧化钾2～5份，聚乙烯醇2～5份，丙二醇异硬脂酸酯8～10份，聚丙烯酸盐4～8份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠9份，氯化钾4份，硝酸钾6份，氢氧化钾3份，聚乙烯醇3份，丙二醇异硬脂酸酯9份，聚丙烯酸盐6份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水20～30份，硫磷烷基锌酚盐5～10份、2,6-二叔丁基对甲酚4～8份，乙内酰脲油酸酯6～8份，十二烯基丁二酸1～5份，聚丙烯酸酯2～5份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水25份，硫磷烷基锌酚盐8份、2,6-二叔丁基对甲酚6份，乙内酰脲油酸酯7份，十二烯基丁二酸3份，聚丙烯酸酯3份。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用两级回火工艺，第一次回火时针对焊缝进行局部快速升温，温度高，保温时间短，第二次回火升温缓慢，升温温度不高，保温时间长，一方面消除焊缝的残余应力，另一方面一部分焊缝中的马氏体转变为奥氏体，增加了焊缝中残余奥氏体的含量，使焊缝具有较高的硬度、耐磨性和抗拉伸性能。
2.本发明采用的缓冷剂，焊接后的焊缝喷淋缓冷剂时，缓冷剂能在焊缝表面形成聚合物膜，月桂酸聚氧乙烯酯能提高聚合物膜的稳定性，增加膜的持续时间，促进聚合物膜对焊缝的润湿作用，抑制不锈钢的先共析铁素体产生，提高焊缝的抗拉伸性能和抗撕裂性能。
3.本发明在第一次回火工艺后采用了冷却剂，针对升温速度快、温度高的焊缝采用氯化钠、聚乙烯醇、丙二醇异硬脂酸酯的冷却剂进行迅速淬火冷却，丙二醇异硬脂酸酯能促进氯化钠细化焊缝中的奥氏体晶粒程度，进一步提高焊缝的强度和抗拉伸性能。
4.本发明的不锈钢转向器工件在经过第二次回火的空冷后，对工件上涂覆含有乙内酰脲油酸酯，显著提高聚合物涂层在高温环境下的耐腐蚀性、抗氧化性能，提高工件的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，具体实施方式如下。
实施例1
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在350℃下保温2h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至100℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至600℃，保温25min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至80℃；
S5：缓慢回火至300℃，保温1h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇5份，月桂酸聚氧乙烯酯2份，亚硫酸钠5份，丁基醚聚二甲基硅氧烷4份，聚乙二醇5份，其中，丁基醚聚二甲基硅氧烷能提高缓冷剂溶液整体的稳定性。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠8份，氯化钾2份，硝酸钾4份，氢氧化钾2份，聚乙烯醇25份，丙二醇异硬脂酸酯8份，聚丙烯酸盐4份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水20份，硫磷烷基锌酚盐5份、2,6-二叔丁基对甲酚4份，乙内酰脲油酸酯6份，十二烯基丁二酸1份，聚丙烯酸酯2份。
实施例2
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在400℃下保温2.5h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至150℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至650℃，保温25～30min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至100℃；
S5：缓慢回火至350℃，保温2h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇10份，月桂酸聚氧乙烯酯5份，亚硫酸钠10份，丁基醚聚二甲基硅氧烷8份，聚乙二醇10份，其中，丁基醚聚二甲基硅氧烷能提高缓冷剂溶液整体的稳定性。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠10份，氯化钾5份，硝酸钾8份，氢氧化钾5份，聚乙烯醇5份，丙二醇异硬脂酸酯10份，聚丙烯酸盐8份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水30份，硫磷烷基锌酚盐10份、2,6-二叔丁基对甲酚8份，乙内酰脲油酸酯8份，十二烯基丁二酸5份，聚丙烯酸酯5份。
实施例3
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在380℃下保温2.3h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至120℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至630℃，保温28min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至90℃；
S5：缓慢回火至320℃，保温1.5h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇8份，月桂酸聚氧乙烯酯3份，亚硫酸钠3份，丁基醚聚二甲基硅氧烷6份，聚乙二醇8份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠9份，氯化钾4份，硝酸钾6份，氢氧化钾3份，聚乙烯醇3份，丙二醇异硬脂酸酯9份，聚丙烯酸盐6份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水25份，硫磷烷基锌酚盐8份、2,6-二叔丁基对甲酚6份，乙内酰脲油酸酯7份，十二烯基丁二酸3份，聚丙烯酸酯3份。
实施例4
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在380℃下保温2.3h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至120℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至630℃，保温28min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至90℃；
S5：缓慢回火至320℃，保温1.5h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇8份，亚硫酸钠3份，聚乙二醇8份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠9份，氯化钾4份，硝酸钾6份，氢氧化钾3份，聚乙烯醇3份，丙二醇异硬脂酸酯9份，聚丙烯酸盐6份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水25份，硫磷烷基锌酚盐8份、2,6-二叔丁基对甲酚6份，乙内酰脲油酸酯7份，十二烯基丁二酸3份，聚丙烯酸酯3份。
实施例5
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在380℃下保温2.3h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至120℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至630℃，保温28min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至90℃；
S5：缓慢回火至320℃，保温1.5h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇8份，月桂酸聚氧乙烯酯3份，亚硫酸钠3份，聚乙二醇8份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠9份，氯化钾4份，硝酸钾6份，氢氧化钾3份，聚乙烯醇3份，聚丙烯酸盐6份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水25份，硫磷烷基锌酚盐8份、2,6-二叔丁基对甲酚6份，乙内酰脲油酸酯7份，十二烯基丁二酸3份，聚丙烯酸酯3份。
实施例6
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在380℃下保温2.3h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至120℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至630℃，保温28min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至90℃；
S5：缓慢回火至320℃，保温1.5h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇8份，月桂酸聚氧乙烯酯3份，亚硫酸钠3份，聚乙二醇8份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠9份，氯化钾4份，硝酸钾6份，氢氧化钾3份，聚乙烯醇3份，丙二醇异硬脂酸酯9份，聚丙烯酸盐6份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水25份，硫磷烷基锌酚盐8份、2,6-二叔丁基对甲酚6份，十二烯基丁二酸3份，聚丙烯酸酯3份。
对比例1
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在380℃下保温2.3h；
S2：对保温后焊接部位空冷至120℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至630℃，保温28min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至90℃；
S5：缓慢回火至320℃，保温1.5h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠9份，氯化钾4份，硝酸钾6份，氢氧化钾3份，聚乙烯醇3份，丙二醇异硬脂酸酯9份，聚丙烯酸盐6份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水25份，硫磷烷基锌酚盐8份、2,6-二叔丁基对甲酚6份，乙内酰脲油酸酯7份，十二烯基丁二酸3份，聚丙烯酸酯3份。
对比例2
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在380℃下保温2.3h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至120℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至630℃，保温28min；
S4：焊接部位空冷却至90℃；
S5：缓慢回火至320℃，保温1.5h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇8份，月桂酸聚氧乙烯酯3份，亚硫酸钠3份，聚乙二醇8份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水25份，硫磷烷基锌酚盐8份、2,6-二叔丁基对甲酚6份，乙内酰脲油酸酯7份，十二烯基丁二酸3份，聚丙烯酸酯3份。
对比例3
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在380℃下保温2.3h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至120℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至630℃，保温28min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至90℃；
S5：缓慢回火至320℃，保温1.5h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面不处理。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇8份，月桂酸聚氧乙烯酯3份，亚硫酸钠3份，聚乙二醇8份。
作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠9份，氯化钾4份，硝酸钾6份，氢氧化钾3份，聚乙烯醇3份，丙二醇异硬脂酸酯9份，聚丙烯酸盐6份。
对比例4
本发明提供一种新型模具3D打印热处理工艺，包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在380℃下保温2.3h；
S2：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至630℃，保温28min；
S3：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至室温。
对实施例1-6以及对比例1-4中的模具转向节制备测试试样，根据GB/T2651～2008《焊接接头拉伸试验方法》、GB/T4334-2008《金属和合金的腐蚀-不锈钢晶间腐蚀的测试方法》测试转向器焊后焊缝的性能，结果如下表1。
表1不同试样的性能测试
由表1可知，由表1可知，本发明实施例1-6的拉伸性能普遍优于对比例1-4。这说明本发明采用两级回火工艺，第一次回火时针对焊缝进行局部快速升温，温度高，保温时间短，第二次回火升温缓慢，升温温度不高，保温时间长，一方面消除焊缝的残余应力，另一方面一部分焊缝中的马氏体转变为奥氏体，增加了焊缝中残余奥氏体的含量，使焊缝具有较高的硬度、耐磨性和抗拉伸性能。
由实施例3和4可知，仅缓冷剂中缺少月桂酸聚氧乙烯酯，焊缝的拉伸性能下降了，说明本发明采用的缓冷剂，焊接后的焊缝喷淋缓冷剂时，缓冷剂能在焊缝表面形成聚合物膜，月桂酸聚氧乙烯酯能提高聚合物膜的稳定性，增加膜的持续时间，促进聚合物膜对焊缝的润湿作用，抑制不锈钢的先共析铁素体产生，提高焊缝的抗拉伸性能和抗撕裂性能。
由实施例3和5可知，仅冷却剂中缺少丙二醇异硬脂酸酯，焊缝的拉伸性能下降了，说明本发明在第一次回火工艺后采用了冷却剂，针对升温速度快、温度高的焊缝采用氯化钠、聚乙烯醇、丙二醇异硬脂酸酯的冷却剂进行迅速淬火冷却，丙二醇异硬脂酸酯能促进氯化钠细化焊缝中的奥氏体晶粒程度，进一步提高焊缝的强度和抗拉伸性能。
由实施例3和实施例6可知，仅缺少聚合物涂层中乙内酰脲油酸酯，焊缝的抗腐蚀性能降低了，说明本发明的不锈钢转向器工件在经过第二次回火的空冷后，对工件上涂覆含有乙内酰脲油酸酯，显著提高聚合物涂层在高温环境下的耐腐蚀性、抗氧化性能，提高工件的使用寿命。
以上对本发明所提供的一种新型模具3D打印热处理工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种新型模具3D打印热处理工艺，其特征在于：包括焊后热处理工艺，其步骤为：
S1：对焊接完成的工件放入加热炉中在350～400℃下保温2～2.5h；
S2：对保温后的工件喷淋缓冷剂，焊接部位冷至100～150℃；
S3：立即对焊缝进行火焰局部加热，加热至600～650℃，保温25～30min；
S4：浸入冷却剂中，焊接部位冷却至80～100℃；
S5：缓慢回火至300～350℃，保温1～2h；
S6：缓慢空冷至室温；
S7：在焊缝表面涂覆聚合物涂层。
2.根据权利要求1所述的一种新型模具3D打印热处理工艺，其特征在于：按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇5～10份，月桂酸聚氧乙烯酯2～5份，亚硫酸钠5～10份，丁基醚聚二甲基硅氧烷4～8份，聚乙二醇5～10份。
3.根据权利要求2所述的一种新型模具3D打印热处理工艺，其特征在于：按重量份计，所述缓冷剂包括以下组分和配比：去离子水100份，聚乙烯醇8份，月桂酸聚氧乙烯酯3份，亚硫酸钠3份，丁基醚聚二甲基硅氧烷6份，聚乙二醇8份。
4.根据权利要求1所述的一种新型模具3D打印热处理工艺，其特征在于：按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠8～10份，氯化钾2～5份，硝酸钾4～8份，氢氧化钾2～5份，聚乙烯醇2～5份，丙二醇异硬脂酸酯8～10份，聚丙烯酸盐4～8份。
5.根据权利要求4所述的一种新型模具3D打印热处理工艺，其特征在于：按重量份计，所述冷却剂包括以下组分和配比：去离子水100份，氯化钠9份，氯化钾4份，硝酸钾6份，氢氧化钾3份，聚乙烯醇3份，丙二醇异硬脂酸酯9份，聚丙烯酸盐6份。
6.根据权利要求1所述的一种新型模具3D打印热处理工艺，其特征在于：按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水20～30份，硫磷烷基锌酚盐5～10份、2,6-二叔丁基对甲酚4～8份，乙内酰脲油酸酯6～8份，十二烯基丁二酸1～5份，聚丙烯酸酯2～5份。
7.根据权利要求6所述的一种新型模具3D打印热处理工艺，其特征在于：按重量份计，所述聚合物涂层包括以下组分和配比：无水乙醇100份，去离子水25份，硫磷烷基锌酚盐8份、2,6-二叔丁基对甲酚6份，乙内酰脲油酸酯7份，十二烯基丁二酸3份，聚丙烯酸酯3份。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190726 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |