[发明专利]一种压铸模及其制备方法

说明书

本发明提供了一种压铸模及其制备方法，通过在钢基材层上熔覆夹心层、加固层和表面层，在保证制备成本的同时，还能增强压铸模整体的热疲劳抗力、导热性、耐磨性、耐腐蚀性以及高温力学性能。本发明优化了夹心层、加固层以及表面层的成分，使得层间熔点和线膨胀系数更接近，降低界面未熔合和开裂倾向，有助于提高压铸模的使用寿命。另外，钢基材层、夹心层、加固层和表面层的硬度依次增加，也使得压铸模具有优异的支撑作用，同时耐高温、韧性以及抗裂性能增加。

技术领域

本发明涉及压铸模材料领域，具体而言，涉及一种压铸模及其制备方法。

背景技术

压铸生产是将液态金属在高压状态下注射入压铸模并冷却凝固的过程。其特点是利用模具腔对熔化的金属施加高压，用于压铸的金属主要包括锌、铜、铝、镁、铅、锡以及铅锡合金等。在产品成型过程中，模具周期性经受加热和冷却，且受到高速喷入的灼热金属冲刷和腐蚀，承受冲击、振动、摩擦、高压和拉伸、弯扭等负荷，且在较高的温度下工作，工作条件复杂，也存在容易发生模具表面开裂、剧烈塑性变形、磨损失效等问题，导致模具使用寿命降低。现有技术中的压铸模制造方法为H13钢锻造结合机械加工，再结合表面强化进行处理得到，但这种生产方法得到的压铸模的热疲劳抗力、导热性、耐磨性、耐腐蚀性以及高温力学性能不能满足使用要求。

综上，在制备压铸模领域，仍然存在亟待解决的上述问题。

发明内容

基于此，为了解决现有技术中热疲劳抗力、导热性、耐磨性、耐腐蚀性以及高温力学性能不能满足使用要求的问题，本发明提供了一种压铸模，具体技术方案如下：

一种压铸模，所述压铸模包括钢基材层、夹心层、加固层以及表面层，所述钢基材层、夹心层、加固层以及表面层依次连接；其中，

按照质量百分比计，所述夹心层由第一Ni合金粉末熔覆得到，所述第一Ni合金粉末包括以下化学元素：C＜0.1％、Cr＜0.5％、Si 2.0％-3.0％、B 1.0％-1.3％、Fe＜5.0％、Ni余量和不可避免的杂质；

按照质量百分比计，所述加固层由第二Ni合金粉末熔覆得到，所述第二Ni合金粉末包括以下化学元素：C0.32％-0.45％、Si 0.8％-1.2％、Mn 0.2％-0.5％、Cr 4.75％-5.5％、Mo1.1％-1.75％、V 0.8％-1.2％、P≤0.03％、S≤0.03％、Ni余量和不可避免的杂质；

按照质量百分比计，所述表面层由第三Ni合金粉末熔覆得到，第三Ni合金粉末包括以下化学元素：C0.7％-1.1％、P 3.0％-4.0％、Si 3.5％-5.0％、Cr 15％-17％、Fe≤5％、Ni余量和不可避免的杂质。

进一步地，按照质量百分比计，所述钢基材层包括以下化学元素：

C0.1％-0.15％、Cr10％-15％、Mn≤0.10％、Ni≤0.10％、Si≤0.60％、Fe余量和不可避免的杂质。

本发明还提供一种压铸模的制备方法，包括以下步骤：

进行压铸模的结构设计；

获得所述压铸模的钢基材层、夹心层、加固层以及表面层的性能参数；

分析所述压铸模工况下的温度场、应力场以及载荷分布，确定所述夹心层的厚度、所述加固层的厚度以及表面层的厚度；

铸造钢基材层，并对所述钢基材层进行预处理；

在第一熔覆条件下，于所述钢基材层上熔覆所述夹心层；

在第二熔覆条件下，于所述夹心层上熔覆所述加固层；

在第三熔覆条件下，于所述加固层上熔覆所述表面层；

退火处理后，再进行机械加工，得到所述压铸模。