[发明专利]一种Ni基-Cr3

说明书

本发明公开一种Ni基‑Cr₃C₂/ZrN/ZrCN复合涂层，包括金属基底，依次沉积于金属基底的Ni基‑Cr₃C₂、ZrN渐变涂层以及ZrCN渐变涂层；所述Ni基‑Cr₃C₂复合涂层通过喷涂Ni基合金粉末以及Cr₃C₂‑NiCr粉末制备，所述ZrN渐变涂层以及ZrCN渐变涂层通过离子源辅助非平衡磁控溅射技术制备。并公开了上述复合涂层应用于冲压模具的修复以及具体的修复方法，提高冲压模具修复层结合力、硬度、耐磨性以及抗冲击性能的整体综合性能；大大提高了冲压模具的使用寿命，有效的降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种复合涂层及其制备方法，尤其是一种Ni基-Cr₃C₂/Zr/ZrCN复合涂层以及冷冲模具的修复方法。

背景技术

冷冲压模具要承受冲击、振动、摩擦、高压、拉伸、弯扭等负荷，甚至在较高的温度下工作(如冷挤压)，工作条件复杂，易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。冷冲模具的主要失效原因之一是磨损失效，导致冲压产品不合格，严重会导致模具报废，提高生产成本、造成经济损失。如何对失效的冲压模具进行修复，实现失效模具的再制造是现有技术研究的方向。比较常见的有镶块粘接法、堆焊以及热喷涂、激光熔覆等。

中国专利CN103911612A公开了一种以钴基加碳化钨为熔覆合金的Cr12MoV冷冲压模具激光修复工艺，包括以下步骤：1)清理冷冲压模具表面缺陷，去除表面磨痕、油污以及微裂纹；2)采用Fe316合金粉末作为打底层，激光打底熔覆；3)采用Co06+WC合金粉末作为盖面层，待模具冷却到300-600℃后，激光熔覆盖面层；4)对熔覆层表面进行机械加工。中国专利CN106825264A公开了一种用于热冲压模具的镶块制造方法，包括如下步骤：1)将普通锻钢或普通锻模用钢作为基体材料进行粗加工和调质处理，得到镶块的基本形状并留有一定的余量；2)将镶块的工作表面沿深度方向切削5～10mm；3)将耐高温耐磨损焊芯采用堆焊的方式焊接在镶块的工作表面上以形成增材制造层，所述增材制造层的厚度为1～12mm；4)对镶块进行精加工得到满足使用尺寸精度要求的镶块；5)对镶块进行整体淬火，从而得到最终的用于热冲压模具的镶块。中国专利CN102234754A公开了一种针对大尺寸的汽车覆盖件冷冲压模具的修复方法，该方法基于反应喷涂原理，通过氧—乙炔火焰喷涂、等离子喷涂或超音速火焰热喷涂方法，在待修复模具的型面上制备出Mo₂FeB₂/α-Fe复合涂层，该涂层经过高频感应加热，其熔化的金属原子和模具基体表面的金属原子生成一个冶金结合区，形成冶金结合界面，有利于增强涂层与与模具的结合强度，有利于提高涂层表面硬度，达到延长模具工作周期，提高模具使用寿命目的。中国专利CN104264094A一种冲压机冲压模具的再制造工艺，包括以下工艺步骤：(1)前期处理：a)脱脂、除油；b)除锈：除去冲压机冲压模具上的锈；c)磷化；d)喷砂；(2)喷涂：采用等离子喷涂喷涂设备喷涂Ni60B-CBN材料形成涂层；(3)后期处理：砂纸抛光处理。

尽管现有技术中对失效的冲压模具进行修复，也取得了不错的修复效果。但是，如何进一步提高修复层的结合强度、耐磨性、硬度以及抗冲击性能仍然是需要作出大量研究的。然而，涂层的性能与粉末的组成、制备方法以及工艺参数有很大关系，如何从大量的影响因素中筛选出粉末组成以及选择合适的制备方法并且设置工艺参数更是需要付出创造性劳动。

发明内容