[发明专利]一种镁合金压铸模具的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于镁合金外观装饰件压铸模具加工技术领域，具体涉及一种镁合金压铸模具的加工方法。

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，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℃，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

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种镁合金压铸模具的加工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种镁合金压铸模具的加工方法，在模具钢H13表面物理气相沉积一层耐磨层，具体包括以下步骤：

（1）将模具依次经温度为65-75℃的碱水脱脂、超声波清洗后在真空除气箱内干燥；

（2）在密封装置用，用氮气替换空气后用75-85℃的硫酸蒸汽处理15-25分钟，完成后再次在真空除气箱中干燥；

（3）复合粒子制备，按重量份计，将15-18份硼化钛、6-10份纳米氮化铬、0.7-0.12份石膏粉混合后放入密封球磨罐中，抽真空并通入氩气进行球磨，球磨质量比为30-40，转速为600-800转/分钟，球磨时间为3-5小时；

（4）在步骤（2）干燥后的模具表面，利用磁控溅射设备以复合粒子为原料沉积厚度为3.5-4.5μm的耐磨层即得。

作为对上述方案的进一步改进，所述碱水为pH为11.2-11.8的水，超声波清洗的时间为5-8分钟；所述真空干燥的温度为120-160℃，抽真空至6-8Pa，除气时间为1-2小时。

作为对上述方案的进一步改进，所述硫酸蒸汽的质量浓度为55-65%。

作为对上述方案的进一步改进，所述磁控溅射条件包括电源功率为1800-2400W的恒功率电源，溅射时间为2-4小时，偏压为负偏压55-65V，占空比为20-60%，磁控溅射的气氛为氩气，反应气体为氮气。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中方法通过对模具在常规脱脂清洗后用硫酸蒸汽处理，再进行磁控溅射，能够提高模具表面的稳定性，提高膜层与基体之间的结合力，在温度为630-650℃高温镁合金溶液冲击10万次以上未出现膜层剥落的现象，模具表面无冲蚀气孔出现表面膜层硬度高，韧性好，提高了镁合金铸件的表面质量和模具使用寿命。

具体实施方式

实施例1

一种镁合金压铸模具的加工方法，在模具钢H13表面物理气相沉积一层耐磨层，具体包括以下步骤：

（1）将模具依次经温度为70℃的碱水脱脂、超声波清洗后在真空除气箱内干燥；

（2）在密封装置用，用氮气替换空气后用80℃的硫酸蒸汽处理20分钟，完成后再次在真空除气箱中干燥；

（3）复合粒子制备，按重量份计，将16份硼化钛、8份纳米氮化铬、0.85份石膏粉混合后放入密封球磨罐中，抽真空并通入氩气进行球磨，球磨质量比为35，转速为700转/分钟，球磨时间为4小时；

（4）在步骤（2）干燥后的模具表面，利用磁控溅射设备以复合粒子为原料沉积厚度为4μm的耐磨层即得。

其中，所述碱水为pH为11.5的水，超声波清洗的时间为6分钟；所述真空干燥的温度为140℃，抽真空至7Pa，除气时间为1.5小时；所述硫酸蒸汽的质量浓度为60%；所述磁控溅射条件包括电源功率为2000W的恒功率电源，溅射时间为3小时，偏压为负偏压60V，占空比为40%，磁控溅射的气氛为氩气，反应气体为氮气。

本实施例中膜层硬度为4528HV，模具出现冲蚀时的压铸次数为87526，镁合金熔液的温度为800℃时镀层不脱落。

实施例2

一种镁合金压铸模具的加工方法，在模具钢H13表面物理气相沉积一层耐磨层，具体包括以下步骤：

（1）将模具依次经温度为65℃的碱水脱脂、超声波清洗后在真空除气箱内干燥；