[发明专利]一种压铸用模具制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种压铸用模具制备方法。

【背景技术】

随着技术的不断发展，金属压铸模具在工业生产中得到了广泛的应用，手机作为新近发展起来的通迅产品，其外壳也大量的在使用金属压铸模具来制造。一般而言，压铸模具都是在较高的工作温度下工作的。工作时，需要将熔融的金属液以高压高速的方式注入模具的型腔内，这将不可避免地对模具型腔的表面进行激烈的冲击和冲刷，时间一长就会使模具受到腐蚀和磨损。

比如镁合金溶液温度高达630-650摄氏度，镁合金压铸模在高温金属流的高速冲击下，型腔表面会出现颗粒状或区域性的冲蚀，影响产品表面质量，特别是生产一些外观装饰件，也降低了模具的寿命。因此，延缓镁合金压铸模冲蚀，提高模具寿命，是降低压铸产品成本、提高产品表面质量的有效途径。

现有技术中公开了一种在模具钢H13的表面得到了TiBN和TiBN/TiN复合膜层，此类复合膜层提高了模具钢的耐磨和耐热性。但是，这种复合膜制备复杂，制备成本较高，且膜层和底材模具钢的结合力不够，膜层强度较低；致使该膜层不适合长期在高速冲击下使用。

【发明内容】

为了克服现有的膜层与底材结合力不够的问题。

本发明提供一种压铸用模具制备方法，在经过前处理的热作模具钢表面物理气相沉积(PVD)至少一层TiBN，所述前处理依次包括脱脂、清洗，在清洗之后还在真空除气箱内进行除气干燥，所述除气干燥条件为100～200℃，抽真空至5～10Pa，除气时间为30～60min。

本发明的发明人经过大量实验发现，在压铸模表面进行PVD处理，对膜层的性能要求较高，且PVD工艺过程较难控制。发明人通过多种涂层实验例如CrN、TiN、TiAlN、AlCrN、TiBN，发现TiBN能明显提高模具寿命。且PVD工艺较难控制，虽然现有的PVD工艺在镀之前镀腔都会抽真空加热，但是这样会使待镀件表面的水分和杂质部分残留在PVD的镀腔内，影响耙材及工件的表面清洁度，导致后续镀层的效果不稳定，进而使镀层和基材的结合力较差，在压铸过程中经高温合金液高速冲击数次后出现镀层部分剥落的现象。而且，本发明的发明人发现现有的PVD工艺在镀之前镀腔抽真空加热的时间一般较短，很难使待镀件表面达到彻底干燥，这也会影响到镀层与基材的结合力。热作模具钢的表面沉积TiN需要大于500摄氏度的高温，且不易附着，本发明的发明人发现，只要经过上述的真空除气干燥步骤，在模具上镀一层TiBN镀层时，可以使得到的镀层与基材的结合力得到大幅提高，且B的加入，使涂层的硬度提高。本发明制备得到的压铸模具，适用于耐受大于600度的高温情形，例如，可以用于镁合金压铸模具。本发明制备得到的压铸用模具，在镁合金薄壁件压铸过程中，经过8万次压射，模具表面仍无任何缺陷，在相同的热作钢基材上的镀层为TiN或TiAlN层(如对比例2或对比例3)的压铸用模具经4-5万次压射后就会出现表面冲蚀。因此，本发明的发明人将待镀件的表面处理置于单独的真空除气箱内进行除气干燥，经过单独的除气干燥处理，可以使待镀件的表面干燥无杂质，进而使得镀层与基材(即热作模具钢)的表面结合力大大提高；且TiBN镀层硬度高，韧性好，延缓了模具表面冲蚀，进而提高了产品表面质量和模具寿命。

【具体实施方式】

本发明公开了一种压铸用模具制备方法，在经过前处理的热作模具钢表面物理气相沉积至少一层TiBN，所述前处理依次包括脱脂、清洗，在清洗之后还在真空除气箱内进行除气干燥，所述除气干燥条件为100～200℃，抽真空至5～10Pa，除气时间为30～60min。本发明制备得到的压铸模具，适用于耐受大于600度的高温情形，例如，所述的压铸用模具可以为用于压铸镁合金的模具。

所述脱脂为在脱脂剂中浸泡3-5分钟，所述脱脂剂的PH值为11-12，温度控制为30～60℃。

所述脱脂剂为本领域的技术人员常见的硅酸盐脱脂剂，可商购，具体型号为Ridoline 53S，脱脂剂为常规碱性除油硅酸盐脱脂剂，温度控制在30～60℃，时间控制在3～5min。

所述清洗为在水中超声波清洗3-10分钟。

所述物理气相沉积为磁控溅射，所述磁控溅射的条件为本领域的技术人员常见的条件，优选为，所述形成TiBN膜层的磁控溅射条件包括，电源为恒功率电源，电源的功率为300-3000W；溅射时间为160-240min，偏压为负偏压70-120V，占空比为15-90％，磁控溅射的气氛为惰性气体气氛，反应气体为氮气。