[发明专利]一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层，其特征在于，按照下述步骤进行制备：

步骤(1)对模具钢基体进行预热处理，防止在加工过程中产生变形；

步骤(2)对工作层表面进行清理和机械加工；

步骤(3)进行等离子喷涂加工，采用的喷涂粉末的其化学成份按质量百分比为：FeB：10-12％、Mo：16-18％、Ni：0.5-1％、Cr：0.5-1％、C：0.2-0.5％、余量为Fe粉；由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将配制的粉末材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面，同时调整自动送粉装置的送粉速率满足涂层需要；

步骤(4)进行后续热处理，对等离子喷涂后的制件进行真空烧结处理，以减少等离子喷涂后涂层及基体组织转变后残余应力。

2.根据权利要求1所述的一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层，其特征在于，所述步骤(2)中，可选用乙醇或者丙酮清除钢基体表面的油污，再对钢基体的工作层采用打磨或喷砂处理。

3.根据权利要求1所述的一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层，其特征在于，所述步骤(3)中，采用的喷涂粉末的其化学成份按质量百分比优选为：FeB：10-12％、Mo：16-18％、Ni：0.5-0.8％、Cr：0.8-1％、C：0.2-0.5％、余量为Fe粉。

4.根据权利要求1所述的一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层，其特征在于，所述步骤(3)中，等离子喷涂加工及自动送粉装置的工艺参数为：等离子气体为Ar气、送粉气流量为5-7L·min^-1、电弧的功率为31～35kw、喷涂距离为80-110mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层，其特征在于，所述步骤(4)中，对等离子喷涂后的制件进行真空烧结处理，温度为1100-1200℃，去应力退火时间为30min～60min；优选为1140-1200℃，去应力退火时间为30min～40min；更加优选1150-1200℃，去应力退火时间为30min～40min。

6.一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

步骤(1)对模具钢基体进行预热处理，防止在加工过程中产生变形；

步骤(2)对工作层表面进行清理和机械加工；

步骤(3)进行等离子喷涂加工，采用的喷涂粉末的其化学成份按质量百分比为：FeB：10-12％、Mo：16-18％、Ni：0.5-1％、Cr：0.5-1％、C：0.2-0.5％、余量为Fe粉；由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将配制的粉末材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面，同时调整自动送粉装置的送粉速率满足涂层需要；

步骤(4)进行后续热处理，对等离子喷涂后的制件进行真空烧结处理，以减少等离子喷涂后涂层及基体组织转变后残余应力。

7.根据权利要求6所述的一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，可选用乙醇或者丙酮清除钢基体表面的油污，再对钢基体的工作层采用打磨或喷砂处理。

8.根据权利要求6所述的一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，采用的喷涂粉末的其化学成份按质量百分比优选为：FeB：10-12％、Mo：16-18％、Ni：0.5-0.8％、Cr：0.8-1％、C：0.2-0.5％、余量为Fe粉。

9.根据权利要求6所述的一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，等离子喷涂加工及自动送粉装置的工艺参数为：等离子气体为Ar气、送粉气流量为5-7L·min^-1、电弧的功率为31～35kw、喷涂距离为80-110mm。

10.根据权利要求6所述的一种用于热作模具钢表面强化的耐磨金属陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，对等离子喷涂后的制件进行真空烧结处理，温度为1100-1200℃，去应力退火时间为30min～60min；优选为1140-1200℃，去应力退火时间为30min～40min；更加优选1150-1200℃，去应力退火时间为30min～40min。