[发明专利]一种型材挤压模具表面强化复合材料制备方法

摘要

本发明涉及模具钢材料领域，特别是一种型材挤压模具表面强化复合材料制备方法。将表面涂覆超细混合粉末层与型材挤压模具一同置入烧结炉中保持1400℃，表面涂覆混合粉末层发生物理化学反应生成多相组织复合材料层，多相组织复合材料层包括碳纳米管NTS、SiO2、ZrO2、TiO2、SiC，晶粒尺寸分布于亚微米至纳米之间。表面涂覆混合粉末层发生物理化学反应，物理化学反应完成后，生成多相组织复合材料层，解决了外加复合材料层与基体合金润湿性差、易发生界面反应以及组织稳定性差等问题，尤其适合于型材挤压模具等方面的应用。

主权项

1.一种型材挤压模具表面强化复合材料制备方法，其特征是采用电泳法将混合超细粉末涂覆于清洁处理后的基体型材挤压模具型腔表面，在基体型材挤压模具型腔表面涂覆混合超细粉末层；将表面涂覆混合超细粉末层的型材挤压模具置入烧结炉中保持1400℃，由于温度梯度分布，基体型材挤压模具型腔表面加热至1380℃，而表面涂覆混合超细粉末层则被加热至1420℃，两者同时被保持30分钟；表面涂覆混合超细粉末层在1420℃保持30分钟，表面涂覆混合超细粉末层发生物理化学反应，物理化学反应完成后，生成多相组织复合材料层，所述的多相组织复合材料层包括碳纳米管NTS、SiO2、ZrO2、TiO2、SiC，在型材挤压模具表面形成一种高强度的复合材料层；所述的型材挤压模具基体材料的化学成分及重量百分比为：10‑18%Cr、1‑18%Mo、1‑18%V和余量为Ni组成的NiCrMoV合金；（a）通过采用机械化球磨设备制备混合超细粉末，混合超细粉末包括：纳米管干粉NTS、Zr、Ti、ZrO2、SiO2、和SiC 六种微粉，按照摩尔比7:6:3:3:7:3 组成，粒度分布在0.3～1.65微米之间；（b）基体型材挤压模具型腔表面的清洁处理方法为：对基体型材挤压模具型腔表面依次经过表面砂纸打磨、乙醇超声波清洗20‑30分钟、碱液清洗5‑12分钟、中和5‑12分钟、蒸馏水5‑12分钟、烘干过程5‑12分钟，去除表面结晶水氧化膜，对基体型材挤压模具型腔表面实现清洁处理；（c）反应生成TiO2和ZrO2，在NiCrMoV合金基体材料表面还有NTS、SiO2和SiC，表面强化复合材料的硬度和耐磨性要求越高反应生成多相组织复合材料层的时间越长。