一种高硬度精密雕刻刀模及其制备方法与流程

1.本发明属于切割工具技术领域，具体涉及一种高硬度精密雕刻刀模及其制备方法。


背景技术：

2.模切工艺是包装印刷常用到的一种裁切工艺，用刀模根据产品包装设计要求的图样组合成模切版，在压力的作用下，将印刷品或其它板状坯料轧切成所需形状或切痕的成型工艺。此工艺中刀模的锋利度、硬度等参数会影响模切的稳定性和高效性。
3.cn107058868a公开了一种高硬度精密雕刻刀模，其通过在雕刻工艺后的两个步骤的热处理-冷却工艺来提高刀模的硬度和抗酸耐蚀性能。本发明的研究人员在相关研究中发现，该高硬度精密雕刻刀模在制备过程中，对于采用空气和水等手段的冷却时，对于冷却速度的控制精度要求比较高，容易影响得到的刀模的硬度和韧性等主要的技术指标。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的研究人员尝试开发了一种用水溶性淬火油降温工艺，使得降温过程变慢，同时可以很好的提高雕刻刀模的硬度和韧性。
5.本发明的第一方面在于公开一种高硬度精密雕刻刀模的制备方法，包括刀模雕刻后的热处理工艺，所述热处理工艺包括加热-冷却阶段，所述冷却阶段采用水溶性淬火油降温。
6.在本发明的一些优选的实施方式中，所述热处理工艺包括两个阶段的加热-冷却阶段，每个阶段包括加热-冷却-加热-冷却至室温阶段。
7.在本发明的一些优选的实施方式中，包括以下步骤：
8.s01，将雕刻刀模加热到850-900℃，保温10-20min，第一次用水溶性淬火油降温至600-650℃，再将刀模加热到750-800℃，第二次用水溶性淬火油降温至300-400℃，然后空气中冷却至室温；
9.s02，将雕刻刀模加热到650-700℃，保温10-15min，第一次用水溶性淬火油降温至500-550℃，再将刀模加热到650-700℃，第二次用水溶性淬火油降温至300-350℃，然后空气中冷却至室温；
10.调节水溶性淬火油的用量，控制水溶性淬火油降温的速度为300
±
20℃/min到500
±
20℃/min。
11.在本发明的一些优选的实施方式中，控制水溶性淬火油降温的速度为350
±
20℃/min到450
±
20℃/min。
12.在本发明的一些优选的实施方式中，控制水溶性淬火油降温的速度为350
±
20℃/min到450
±
20℃/min。
13.在本发明的一些优选的实施方式中，所述水溶性淬火油包括以下重量份的各原料：
14.聚醚35-45份、二乙醇胺5-15份、苯甲酸钠3-8份、苯并三氮唑0.5-5份、磷酰基羧酸0.1-0.2份、羟基亚乙基磷酸1-4份、聚乙二醇0.1-0.2份和杀菌剂0.1-0.2份。
15.在本发明的一些优选的实施方式中，所述水溶性淬火油包括以下重量份的各原料：
16.聚醚40份、二乙醇胺8-10份、苯甲酸钠5份、苯并三氮唑1-2份、磷酰基羧酸0.1份、羟基亚乙基磷酸2份、聚乙二醇0.1份和杀菌剂0.1份。
17.在本发明的一些优选的实施方式中，所述水溶性淬火油的制备方法为：
18.取二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂混合，升温后加入聚醚，混合后过筛，得到所述水溶性淬火油。
19.在本发明的一些优选的实施方式中，所述水溶性淬火油的制备方法中升温至50-60℃。
20.在本发明的一些优选的实施方式中，所述水溶性淬火油的制备方法分4-6次批量加入聚醚，以维持温度。
21.在本发明的一些优选的实施方式中，在用水溶性淬火油降温的过程中，通过以下算法进行pid控制泵的流量至目标体积：
[0022][0023]
其中，δu(c)对应两次测试体积时间间隔内体积的变化量；kc为常数，5-10；f(c)为第c次采样时偏差，f(c-1)为第c-1次采样时偏差，f(c-2)为第c-2次采样时偏差；ti为积分时间，1.5-2.0min；td为微分时间，1-2.0min；ts为采样周期，1.0-2.0s。在此参数范围内，控制泵的流量的效果显著优于其他参数范围。
[0024]
本发明的第二方面在于公开第一方面的制备方法得到的高硬度精密雕刻刀模。
[0025]
本发明的有益效果：
[0026]
(1)本发明的高硬度精密雕刻刀模，硬度和韧性性能优良，使用寿命长。
[0027]
(2)本发明的高硬度精密雕刻刀模的制备方法，采用水溶性淬火油降温，延长了降温的时间，降低了降温过程中温度快速变化波动带来的偏差。本发明的特定组分的水溶性淬火油在特定的降温速度下，得到的高硬度精密雕刻刀模硬度和韧性性能优良，批次质量差异小，质量稳定。
附图说明
[0028]
图1为本发明的一种实施方式的雕刻刀模外形。
具体实施方式
[0029]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0030]
所述刀模的重量百分比成分为c：0.28％，si：1.3％，mn：1.6％，p：0.014％，s：
0.007％，nb：0.026％，ti：0.074％，ni：0.3％，mo：1.3％，cu：0.4％，al：0.12％，余量为fe和杂质。所述聚醚的分子量为40000，所述聚乙二醇的分子量为6000，所述杀菌剂为吗啉类衍生物。
[0031]
若非特别指出，实施例和对比例为组分、组分含量、制备步骤、制备参数相同的平行试验。
[0032]
实施例1
[0033]
一种高硬度精密雕刻刀模的制备方法：
[0034]
(1)水溶性淬火油的制备
[0035]
取二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂混合，搅拌3min，升温至50℃后分5次批量加入聚醚，保持温度，搅拌30min，过120目筛，得到所述水溶性淬火油。
[0036]
制备所述水溶性淬火油的原料中，聚醚、二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂的重量比例为40:10:5:2:0.1:2:0.1:0.1。
[0037]
(2)雕刻刀模在在雕刻工艺后的热处理工艺
[0038]
将雕刻刀模加热到850℃，保温15min，第一次用水溶性淬火油降温至600℃，再将刀模加热到750℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温；
[0039]
将雕刻刀模加热到650℃，保温10min，第一次用水溶性淬火油降温至500℃，再将刀模加热到650℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温，得到所述高硬度精密雕刻刀。
[0040]
调节水溶性淬火油的用量，控制水溶性淬火油降温的速度为300
±
20℃/min。
[0041]
实施例2
[0042]
一种高硬度精密雕刻刀模的制备方法：
[0043]
(1)水溶性淬火油的制备
[0044]
取二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂混合，搅拌3min，升温至60℃后分4次批量加入聚醚，保持温度，搅拌30min，过120目筛，得到所述水溶性淬火油。
[0045]
制备所述水溶性淬火油的原料中，聚醚、二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂的重量比例为40:8:5:1:0.1:2:0.1:0.1。
[0046]
(2)雕刻刀模在在雕刻工艺后的热处理工艺
[0047]
将雕刻刀模加热到850℃，保温15min，第一次用水溶性淬火油降温至600℃，再将刀模加热到750℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温；
[0048]
将雕刻刀模加热到650℃，保温10min，第一次用水溶性淬火油降温至500℃，再将刀模加热到650℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温，得到所述高硬度精密雕刻刀。
[0049]
调节水溶性淬火油的用量，控制水溶性淬火油降温的速度为300
±
20℃/min。
[0050]
实施例3
[0051]
一种高硬度精密雕刻刀模的制备方法：
[0052]
(1)水溶性淬火油的制备
[0053]
取二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀
菌剂混合，搅拌3min，升温至50℃后分5次批量加入聚醚，保持温度，搅拌30min，过120目筛，得到所述水溶性淬火油。
[0054]
制备所述水溶性淬火油的原料中，聚醚、二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂的重量比例为40:10:5:2:0.1:2:0.1:0.1。
[0055]
(2)雕刻刀模在在雕刻工艺后的热处理工艺
[0056]
将雕刻刀模加热到850℃，保温15min，第一次用水溶性淬火油降温至650℃，再将刀模加热到750℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温；
[0057]
将雕刻刀模加热到650℃，保温10-min，第一次用水溶性淬火油降温至550℃，再将刀模加热到650℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温，得到所述高硬度精密雕刻刀。
[0058]
调节水溶性淬火油的用量，控制水溶性淬火油降温的速度为300
±
20℃/min。
[0059]
实施例4
[0060]
一种高硬度精密雕刻刀模的制备方法：
[0061]
(1)水溶性淬火油的制备
[0062]
取二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂混合，搅拌3min，升温至50℃后分5次批量加入聚醚，保持温度，搅拌30min，过120目筛，得到所述水溶性淬火油。
[0063]
制备所述水溶性淬火油的原料中，聚醚、二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂的重量比例为40:10:5:2:0.1:2:0.1:0.1。
[0064]
(2)雕刻刀模在在雕刻工艺后的热处理工艺
[0065]
将雕刻刀模加热到850℃，保温15min，第一次用水溶性淬火油降温至600℃，再将刀模加热到800℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温；
[0066]
将雕刻刀模加热到650℃，保温10-min，第一次用水溶性淬火油降温至500℃，再将刀模加热到650℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温，得到所述高硬度精密雕刻刀。
[0067]
调节水溶性淬火油的用量，控制水溶性淬火油降温的速度为300
±
20℃/min。
[0068]
实施例5
[0069]
一种高硬度精密雕刻刀模的制备方法：
[0070]
(1)水溶性淬火油的制备
[0071]
取二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂混合，搅拌3min，升温至50℃后分5次批量加入聚醚，保持温度，搅拌30min，过120目筛，得到所述水溶性淬火油。
[0072]
制备所述水溶性淬火油的原料中，聚醚、二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂的重量比例为40:10:5:2:0.1:2:0.1:0.1。
[0073]
(2)雕刻刀模在在雕刻工艺后的热处理工艺
[0074]
将雕刻刀模加热到850℃，保温15min，第一次用水溶性淬火油降温至600℃，再将刀模加热到750℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温；
[0075]
将雕刻刀模加热到650℃，保温10-min，第一次用水溶性淬火油降温至500℃，再将刀模加热到650℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温，得到所述高
硬度精密雕刻刀。
[0076]
调节水溶性淬火油的用量，控制水溶性淬火油降温的速度为400
±
20℃/min。
[0077]
实施例6
[0078]
一种高硬度精密雕刻刀模的制备方法：
[0079]
(1)水溶性淬火油的制备
[0080]
取二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂混合，搅拌3min，升温至50℃后分5次批量加入聚醚，保持温度，搅拌30min，过120目筛，得到所述水溶性淬火油。
[0081]
制备所述水溶性淬火油的原料中，聚醚、二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂的重量比例为40:10:5:2:0.1:2:0.1:0.1。
[0082]
(2)雕刻刀模在在雕刻工艺后的热处理工艺
[0083]
将雕刻刀模加热到850℃，保温15min，第一次用水溶性淬火油降温至600℃，再将刀模加热到750℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温；
[0084]
将雕刻刀模加热到650℃，保温10-min，第一次用水溶性淬火油降温至500℃，再将刀模加热到650℃，第二次用水溶性淬火油降温至300℃，然后自然冷却至室温，得到所述高硬度精密雕刻刀。
[0085]
调节水溶性淬火油的用量，控制水溶性淬火油降温的速度为500
±
20℃/min。
[0086]
对比例1
[0087]
一种高硬度精密雕刻刀模的制备方法：
[0088]
与实施例1的区别在于，控制水溶性淬火油降温的速度为200
±
20℃/min。
[0089]
对比例2
[0090]
一种高硬度精密雕刻刀模的制备方法：
[0091]
与实施例1的区别在于，制备所述水溶性淬火油的原料中，聚醚、二乙醇胺、苯甲酸钠、苯并三氮唑、磷酰基羧酸、羟基亚乙基磷酸、聚乙二醇和杀菌剂的重量比例为40:2:5:10:0.1:2:0.1:0.1。
[0092]
实验例
[0093]
1硬度和韧性
[0094]
取各实施例和对比例的高硬度精密雕刻刀模，按照cn107058868a的实验方法，测试硬度和韧性，结果见表1。
[0095]
表1高硬度精密雕刻刀模的性能
[0096][0097][0098]
同一列数据,标注不同小写字母的,表示差异显著，p＝0.05
[0099]
研究表明，使用水溶性淬火油延长降温的时间后，同样条件下批次刀模产品的质量稳定性更高。结果表明，水溶性淬火油的组分会影响得到的刀模的硬度和韧性，热处理中用水溶性淬火油降温时的降温速度也显著影响得到的刀模的硬度和韧性。
[0100]
2使用寿命
[0101]
取实施例的高硬度精密雕刻刀模，外形如图1所示，进行使用，性能良好，结果完全符合表2的技术标准。
[0102]
表2雕刻刀模用于不同材质及厚度材料的使用寿命
[0103]
[0104][0105]
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。