[发明专利]一种表面双层结构压铸模具及其制备方法

权利要求书

1.一种表面双层结构压铸模具，其特征在于，包括模具基材均质层(1)和由下至上依次设置在其上方的表面变形过渡层(21)和表面抗粘连附着层(22)；其中：

表面变形过渡层(21)是基于微观组织变形改变模具基体材料原有微观结构形成的表层区域，表面变形过渡层(21)的厚度为0.05～300μm；

表面抗粘连附着层(22)是基于材料沉积在基体材料表面形成的表面附着层，表面抗粘连附着层(22)的厚度为表面变形过渡层(21)厚度的0.05～3倍。

2.根据权利要求1所述的表面双层结构压铸模具，其特征在于，所述表面变形过渡层(21)的塑形变形ε为20％～300％的单次变形或单次变形幅度为3％～200％的多次变形，其组织呈现位错的缠结网络结构。

3.根据权利要求1所述的表面双层结构压铸模具，其特征在于，表面变形过渡层(21)的位错密度比模具基材均质层(1)高10～10000倍，晶粒尺寸或亚晶粒尺寸为模具基材均质层(1)的1/5以下，且粒径为20nm～800nm。

4.根据权利要求1所述的表面双层结构压铸模具，其特征在于，所述表面抗粘连附着层(22)是由金属元素和非金属元素为成分的涂层。

5.根据权利要求4所述的表面双层结构压铸模具，其特征在于，表面抗粘连附着层(22)选自氧化铝、氧化锆、TiAlN、TiAlCN、SiC、碳化钛、氧化铬、TiNAlC、氮化钛、氧化钛或ZrB₂。

6.权利要求1～5中任意一项所述的表面双层结构压铸模具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在清洁处理过的模具基材均质层(1)表面进行形变处理，制备厚度为0.05～300μm的表面变形过渡层(21)；

其中，形变处理是在模具基材均质层(1)表面施加压力使其产生强烈塑形变形改变表面微观结构；

2)在制得的表面变形过渡层(21)表面采用气相沉积法沉积一层抗粘连附着层(22)，表面抗粘连附着层(22)的厚度为表面变形过渡层(21)厚度的0.05～3倍；

3)经冷却后，制得表面双层结构压铸模具。

7.根据权利要求6所述的表面双层结构压铸模具的制备方法，其特征在于，清洁处理是采用溶剂超声波清洗或辉光放电清洁模具基材均质层(1)。

8.根据权利要求6所述的表面双层结构压铸模具的制备方法，其特征在于，步骤1)中，形变处理采用激光冲击，激光冲击模具表面1～10次，激光束的激光功率密度为1×10⁹W/cm²～9×10⁹W/cm²，脉冲宽度为10～200ns，冲击压力>1GPa。

9.根据权利要求6所述的表面双层结构压铸模具的制备方法，其特征在于，步骤1)中，形变处理采用喷丸冲击，喷丸所用弹丸为铸钢丸、铸铁丸、玻璃丸和陶瓷丸中的一种或几种，弹丸的硬度为40～70HRC，弹丸速度>70m/s，表面粗糙度为20～145um，喷丸粒度优选5～50目。

10.根据权利要求6所述的表面双层结构压铸模具的制备方法，其特征在于，步骤2)中，气相沉积法采用激光化学气相沉积法、金属有机化学气相沉积法或物理气相沉积法。