[实用新型]压铸模具的表面涂层及压铸模具

说明书

本实用新型公开了一种压铸模具的表面涂层及压铸模具，涂层为复合涂层，包括依次附着在模具钢基体外的过渡结合层、电镀层以及陶瓷保护层；对模具钢基体进行电镀，形成电镀层；对电镀层进行电弧冲击，致使电镀层和与模具钢基体元素互扩散，发生冶金结合，形成过渡结合层；陶瓷保护层为压铸过程中电镀层的外表面金属元素在原位氧化所形成。本实用新型解决了电镀技术涂层与模具钢基体的结合力不好的问题，可实现模具电镀技术涂层产业化，有效延长模具的使用寿命，降低模具表面强化成本，克服复杂结构模具表面强化处理技术难题，实现可观的经济效益。

技术领域

本实用新型涉及一种模具表面强化技术，尤其涉及一种压铸模具的表面涂层及压铸模具。

背景技术

模具是工业之母，对于我国制造业由大变强具有重要的推动作用，而压铸技术作为铸造技术的重要组成，因其高效率、高质量的特点受到了越来越多铝合金汽车零部件制造业的青睐，如铝压铸汽车支架、铝压铸缸体等。在压铸过程中，模具表面长期经受周期性熔融铝液的热冲击、铝液压力以及脱模剂的冲刷作用。其中熔融铝液的热冲击对于模具表面损伤最为严重：第一，高温金属液体与模具材料之间发生冶金学的成分反应；第二，急速升温与冷却下模具产生巨大的热应力，这些热应力和压铸过程中周期性的挤压与脱模带来的复杂交变应力使得模具表面产生累计损伤，形成热裂纹；第三，熔融金属液的热冲击带来模具表面磨损。

减少模具磨损以及热疲劳，延长模具的使用寿命是现阶段模具产业制造发展亟需解决的关键问题，其将解决必要的生产需求，带来可观的经济效益。要减少模具磨损以及热疲劳就需增强模具的热硬性，提高模具的抗疲劳能力。为此，模具材料从最初的3Cr系列钢升级到如今的H13系列钢材，但寿命提高的同时，模具的制作成本也大幅度提升。

依据模具损伤的主要形态与原因，想要提升模具的使用寿命，需要着重关注模具在高温下的耐磨耐蚀性能。通过模具表面强化技术对模具的工作表面进行改性，从而获得具有高硬度、优异耐温性能的模具，并且模具表面强化技术不改变模具基体的力学性能，因此被认为是延长模具使用寿命的最为有效手段之一。

模具表面强化技术主要包含化学处理以及表面涂层两类：化学处理常用的有渗碳、渗氮、渗硼；表面涂层主要包含电火花沉积、PVD、CVD以及TD处理。其中化学处理，特别是渗硼技术、表面硼化物、碳化硼，表面硬度高，高温下稳定性优，具有优良的的耐热、耐蚀、耐磨性能。但由于化学处理温度高于金属相变点，导致基体发生热处理而使组织性能发生改变，化学处理技术在模具强化技术中的使用受到限制。另外CVD制备这一表面涂层也存在类似问题而被限制使用。

PVD处理技术以及电火花表沉积技术成为延长模具使用寿命的主要模具表面强化技术。这两类涂层具有很好的结合力，且成分可精确调节，特别是PVD处理技术，如氮化物陶瓷，因其显著的优点被广泛地研究和应用。其沉积过程中离子分布均匀，涂层厚度均匀，具有十分优良的的热稳定性以及较高的硬度，甚至通过复合技术可以进一步解决压铸过程中的热粘接问题，能够满足压铸过程中的性能要求。例如专利CN201721577634.9《一种具有PVD涂层的注塑模具》中采用PVD处理技术对模具表面进行涂层强化提升模具寿命。但是该技术存在弊端，即涂层厚度不够，沉积成本较高，不能进行深孔加工，这些问题在一定程度限制PVD处理技术在模具模具表面强化技术上的使用。

与以上几个技术相比，电镀技术涂层具有成分多变可控、厚度均匀、成本低、适用于复杂结构模具的特点，但因其与模具基体的结合力不好，在现阶段不被模具表面强化的领域应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种与模具基体的结合力良好的，耐磨、耐温的压铸模具的表面涂层，进一步地提供一种附着有表面涂层的压铸模具。