[实用新型]一种带有镜面硬质涂层的铝合金拉罐产线用模具

说明书

本实用新型公开了一种带有镜面硬质涂层的铝合金拉罐产线用模具。所述模具由内到外依次包括模具基体、过渡层和镜面硬质涂层，所述过渡层为TiN过渡层，所述镜面硬质涂层为多元合金氮化物镜面硬质涂层。本实用新型的模具表面涂覆有高光洁度的镜面硬质涂层，采用高效率的在线离子刻蚀方法使涂层表面达到在线“抛光”效果，消除表面上与涂层结合力弱的颗粒，实现了对涂层表面随时平整化的效果。采用本实用新型的模具可大幅度提高成品质量和延长模具寿命。

技术领域

本实用新型涉及金属模具技术领域，具体涉及一种带有镜面硬质涂层的铝合金拉罐产线用模具。

背景技术

目前铝罐的用量越来越大，铝罐的生产线包括挤、镦、拉、扩、旋压等不同工艺，这些工艺所用的模具通常为H13模具钢，加工对象为软质纯00Al，在大气环境和室温下冷加工。目前模具加工质量和工效有待提高，以便降低生产成本和提高产能。当前模具存在的主要问题是经连续加工后，容易发生粘铝，从而导致产品质量变差，模具低寿命后报废。

根据其工况和模具的失效方式，需要改善模具的表面质量：1)降低铝在表面的粘附力，一方面降低挤压功率，另一方面减小脱模力，更重要的是提高产品表面质量；2)改善表面的耐磨性，虽然A00铝质软，但其中仍或多或少存在硬质杂质，在各道工序中这些硬质杂质会导致磨粒磨损的积累，因此提高表面硬度很有必要。综合以上要求，在模具表面制备高硬度的Ti-Al系硬质涂层可行，但该硬质涂层必须具有镜面效果，且涂层表面的颗粒凸起必须得到控制。

目前有一些光滑涂层效果的硬质涂层报道，如采用阳极层离子源辅助双极脉冲磁控溅射沉积技术(CN 107338409 A)和采用调制高功率脉冲磁控溅射技术(CN 106868450A)等的相关报道可以获得结构致密、光滑的涂层表面。但是这些技术尚难以避免涂层过程中靶材打火、工件转架、炉壁可能释放微粒等吸附于工件表面的现象，这些吸附的微粒大大降低了模具的加工质量和寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种带有镜面硬质涂层的铝合金拉罐产线用模具，该模具中的硬质涂层与基体具有较高结合力，硬质涂层本身具有镜面效果，且该涂层与Al不发生互扩散，且具有较高的硬度。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种带有镜面硬质涂层的铝合金拉罐产线用模具，由内到外依次包括模具基体、过渡层和镜面硬质涂层，所述过渡层为TiN过渡层，所述镜面硬质涂层为多元合金氮化物镜面硬质涂层。

本实用新型的模具表面设有采用离子刻蚀在线“抛光”方法制备得到的多元合金氮化物镜面硬质涂层，该镜面硬质涂层的表面微观突出物密度小，呈现镜面效果，该镜面硬质涂层与基体具有较高结合力，且该涂层与Al不发生互扩散，且具有较高的硬度。将镜面硬质涂层涂覆在铝合金拉罐产线用模具，能够提高模具的加工质量，延长模具的使用寿命。

本实用新型的模具基体为采用常规加工方法制备得到的铝合金拉罐产线用模具。

进一步地，所述多元合金为Ti-Al系多元合金。

进一步地，所述多元合金为Ti-Al二元合金或Ti-Al-Si三元合金。

进一步地，所述多元合金氮化物镜面硬质涂层采用OLYMPUS 100×立体光学显微镜随机观察其表面凸起物，3个随机视场内可见凸起物总数小于15个，表面光洁度高，具有镜面效果。

进一步地，所述过渡层的厚度为100-500nm，更进一步地，所述过渡层的厚度为300nm，量产效果最佳。

进一步地，所述镜面硬质涂层的厚度为2-4μm。

本实用新型的模具的制备方法包括以下步骤：