專利名稱：一種汽車子午線輪胎模具表面納米化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種模具表面強(qiáng)化方法，具體涉及一種汽車子午線輪胎模具 表面納米化的方法。
背景技術(shù)：
在汽車輪胎生產(chǎn)過程中，模具是一種必不可少的機(jī)械設(shè)備，模具品質(zhì)的 好壞直接影響到輪胎產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，要求模具型腔表面光滑、美觀。 眾所周知，輪胎模具是在高壓、高溫條件下反復(fù)使用，服役條件苛刻，除 受到腐蝕性物質(zhì)的化學(xué)腐蝕外、還受熱、受壓、受摩擦。輕度的磨損和表 面形態(tài)的惡化將造成模具失效，此外，模具中的花紋、溝槽等處很容易積 存橡膠和硫化殘留物，它們會影響輪胎的表面形狀，因此必須頻繁拆卸清 洗，因而影響輪胎模具的生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)成本。
目前國內(nèi)外用于汽車輪胎模具表面強(qiáng)化的方法主要有表面強(qiáng)化包括 表面淬火、化學(xué)熱處理兩大類。表面淬火是指僅對工件表面進(jìn)行熱處理以 改變其組織和性能的工藝方式，諸如感應(yīng)加熱淬火、火焰加熱表面淬火、接 觸電阻加熱淬火、電解液淬火等。塑料模具的化學(xué)熱處理通常包括滲碳、 滲氮、滲硼、滲硫、滲鉻、滲釩及共滲稀土等。傳統(tǒng)表面淬火方法的不足 之處是容易造成模具花紋部位的變形，而化學(xué)熱處理由于處理溫度在50(TC 以上，往往會降低模具的基體硬度。特別需要指出的是，上述兩類方法都 不能用于鋁鎂合金輪胎模具的表面強(qiáng)化。
因此，開發(fā)高性能，長壽命的汽車輪胎模具是一項(xiàng)極具工程價(jià)值的工作
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽車子午線輪胎模具表面納米化的方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案是在普通氣動噴丸設(shè)備上增加了 一個(gè)增壓罐，使噴丸
壓力在0. 1 ~ 0. 7MPa范圍內(nèi)可調(diào)，以加壓氣流作為載體，攜帶直徑為0. 50 -1.5mm的鋼丸以極高的動能轟擊輪胎模具型腔表面，由于鋼丸數(shù)目十分巨 大，并且重復(fù)轟擊，使輪胎模具表面發(fā)生強(qiáng)烈塑性變形，晶粒細(xì)化直至納 米量級。
'進(jìn)一步的在上述普通氣動噴丸設(shè)備上還增加了振動篩，鋼丸通過振動篩 過濾，從而保證了作用于模具表面的鋼丸直徑的均勻性。
進(jìn)一步的在在上述普通的氣動噴丸設(shè)備上還增加噴槍擺動裝置和承載模 具的載物臺，將輪胎模具的模塊置于承載模具的載物臺中，模塊的型腔表 面正對噴槍，噴槍呈±45°擺動，承載模具的載物臺以10 20轉(zhuǎn)/min的速 度進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
上述所用鋼丸為直徑為0. 5mm 1. 5隨的馬氏體型不銹鋼鋼丸。
上述增壓罐連接一調(diào)砂閥。
上述振動篩連接一風(fēng)選機(jī)構(gòu)
本發(fā)明在普通的氣動噴丸設(shè)備上通過增加增壓罐，使噴丸時(shí)氣體的壓力 從O. 10Mpa擴(kuò)展至0. 7Mpa，在普通的氣動噴丸設(shè)備上增加了振動篩，從而 保證了鋼丸直徑的均勻性。在普通的氣動噴丸設(shè)備上增加噴槍擺動裝置和 承載模具的載物臺，噴槍呈±45°擺動，承載模具的載物臺以10 ~ 20轉(zhuǎn)/min
的速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使得鋼丸噴丸的均勻性。以加壓氣流作為載體，攜帶 0.50-1.5mm不銹鋼鋼丸以極高的動能轟擊輪胎模具型腔表面，當(dāng)單個(gè)具有
很高動能的微粒轟擊到模具表面時(shí)，轟擊部位發(fā)生輻射狀流變，當(dāng)轟擊力 超過金屬的屈服極限時(shí)形成不可逆的永久性微凹坑，其下形成塑性變形層。微粒轟擊的絕大部分動能轉(zhuǎn)變成熱能而耗散，小部分轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)應(yīng)力并促使 位錯(cuò)運(yùn)動重排，形成小角度晶界、亞晶界。多次重復(fù)這一過程使輪胎模具 表層納米化，由表及里，隨轟擊力的逐漸減弱，塑性變形程度相應(yīng)減小。 由于微粒數(shù)目十分巨大，并且重復(fù)轟擊，使輪胎模具表面發(fā)生強(qiáng)烈塑性變 形，晶粒細(xì)化直至納米量級。 本發(fā)明的有益效果是
1) 本發(fā)明所使用的納米化方法既不同于超聲噴丸納米化方法，也不同 于超音速噴丸納米方法，具有效率高、成本低的特點(diǎn)。
2) 經(jīng)強(qiáng)力噴丸納米化后的汽車輪胎模具表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕 性比未經(jīng)納米化處理的模具有明顯的提高，從而使輪胎模具的使用壽命提 高2-3倍。


圖1本發(fā)明裝置的示意圖。
其中1. 36布袋除塵箱 2.高壓風(fēng)機(jī) 3.吸塵管 4.風(fēng)選機(jī)構(gòu) 5.提升減速機(jī) 6.提升機(jī) 7.噴槍擺動裝置 8.踏梯 9.振動篩 10.增壓罐 ll.調(diào)砂閥。
具體實(shí)施例方式
l)將輪胎模具的模塊置于承載模具的載物臺中，模塊的型腔表面正對本 發(fā)明裝置的噴槍，噴丸在輪胎模具的型腔表面進(jìn)行。
2) 根據(jù)模具所需納米晶層厚度與表面粗糙度的配合，選擇彈丸直徑。所 用鋼丸直徑在O. 50,、 0. 70mm、 1. 0腿、1. 5mm的馬氏體型不銹鋼鋼丸之間 選擇。
3) 設(shè)定噴丸納米化的工藝參數(shù)，啟動本發(fā)明裝置，噴丸至規(guī)定時(shí)間即可。實(shí)施例1
對鋁鎂合金輪胎模具材料 模具材料的化學(xué)成分為質(zhì)量分?jǐn)?shù)°/。為94~95A1,2. 7~3. 5Mg, 0.9-1.3Si, 0. 5Fe, 0. 02Cu, 0. 01 ~ 0.掘n。 釆用直徑為0. 70mm的馬氏體型不銹鋼丸 噴丸納米化的工藝參數(shù)為 噴丸壓力0. 30Mpa,
噴嘴至模具型腔表面的距離10-15 cm, 噴槍擺角-45° -45° ， 料盤轉(zhuǎn)速20r/min， 噴丸時(shí)間15~20 min。 實(shí)施例2
對45鋼輪胎模具材料 模具材料的化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)y。為0. 42 - 0.50C, 0.17-0. 37Si, 0.50-0.讓n,《0. 2 Cr,《0. 30Ni,《0. 25Cu
釆用直徑為1. Omm的馬氏體型不銹鋼丸 噴丸納米化的工藝參數(shù)為 噴丸壓力0. 50Mpa,
噴嘴至模具型腔表面的距離8~10 cm, 噴槍擺角-45。
~45° , 料盤轉(zhuǎn)速15r/min， 噴丸時(shí)間25 min。
權(quán)利要求
1.一種汽車子午線輪胎模具表面納米化的方法，其特征在于在普通氣動噴丸設(shè)備上增加了一個(gè)增壓罐，使噴丸壓力在0.1～0.7MPa范圍內(nèi)可調(diào)，以加壓氣流作為載體，攜帶直徑為0.50～1.5mm的鋼丸以極高的動能轟擊輪胎模具型腔表面，由于鋼丸數(shù)目十分巨大，并且重復(fù)轟擊，使輪胎模具表面發(fā)生強(qiáng)烈塑性變形，晶粒細(xì)化直至納米量級。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在上述普通氣動噴丸設(shè)備上還 增加了振動篩，鋼丸通過振動篩過濾，從而保證了作用于模具表面的鋼丸直徑 的均勻性。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在上述普通的氣動噴丸設(shè)備上 還增加噴槍擺動裝置和承載模具的載物臺，將輪胎模具的模塊置于承載模具的 載物臺中，模塊的型腔表面正對噴槍，噴槍呈±45°擺動，承載模具的載物臺 以10 ~ 20轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述所用鋼丸為直徑為0. 5mm 1. 5mra的馬氏體型不銹鋼鋼丸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于上述增壓罐連接一調(diào)砂閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于上述振動篩連接一風(fēng)選機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車子午線輪胎模具表面納米化的方法，在普通氣動噴丸設(shè)備上增加了一個(gè)增壓罐，使噴丸壓力在0.1～0.7MPa范圍內(nèi)可調(diào)，以加壓氣流作為載體，攜帶直徑為0.50～1.5mm的鋼丸以極高的動能轟擊輪胎模具型腔表面，由于鋼丸數(shù)目十分巨大，并且重復(fù)轟擊，使輪胎模具表面發(fā)生強(qiáng)烈塑性變形，晶粒細(xì)化直至納米量級；經(jīng)增壓噴丸納米化后的汽車子午線輪胎模具表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性比未經(jīng)納米化處理的模具有明顯的提高，從而使輪胎模具的使用壽命提高2～3倍。
文檔編號B24C3/00GK101549480SQ200910132220
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者能 于, 劉莉莉, 揭曉華, 鄭向新, 麥永津 申請人:廣東巨輪模具股份有限公司;廣東工業(yè)大學(xué)