热压铸模具表面涂层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106399952A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201610377803.8(22)申请日2016.05.31(71)申请人西安浩元航空科技有限公司地址710089陕西省西安市阎良区国家航空高技术产业基地蓝天路5号独立厂房D座(72)发明人马胜利(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216代理人李郑建(51)Int.Cl.C23C14/32(2006.01)C23C14/16(2006.01)C23C14/06(2006.01)B24C1/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称热压铸模具表面涂层的制备方法(57)摘要本发明涉及热压铸模具表面涂层的制备方法，将热压铸模具表面喷砂及清洗处理后，放入电弧离子镀设备内，以矩形Ti靶作为底层的Ti来源，矩形Ti靶安置在炉体左内壁上，通过矩形Ti靶电弧电源的电流控制矩形Ti靶的蒸发率，在热压铸模具表面制备Ti底层；然后以圆形CrAl靶作为制备CrAlN涂层的Cr、Al元素来源，其中Cr、Al元素的原子成分比例为Cr/Al＝70/30，通过圆形CrAl靶电弧电源的电流控制CrAl靶的蒸发率；采用高纯N2作为反应气体，使其离化并与Cr、Al元素结合，在Ti底层上沉积形成CrAlN涂层。所制备的CrAlN涂层，抗氧化温度1100℃，硬度Hv3000，能很好满足热压铸模具的耐磨损性能、抗热疲劳性能和抗氧化性能要求。适合于高温、高速、重载等严酷服役条件下的热压铸模具表面强化应用。CN106399952ACN106399952A权利要求书1/1页1.一种热压铸模具表面涂层的制备方法，其特征在于，该方法将热压铸模具表面喷砂及清洗处理后，放入电弧离子镀设备内，以矩形Ti靶作为底层的Ti来源，矩形Ti靶安置在炉体左内壁上，通过矩形Ti靶电弧电源的电流控制矩形Ti靶的蒸发率，在热压铸模具表面制备一层Ti底层；然后以圆形CrAl靶作为制备CrAlN涂层的Cr、Al元素来源，其中Cr、Al元素的原子成分比例为Cr/Al＝70/30，通过圆形CrAl靶电弧电源的电流控制CrAl靶的蒸发率；采用高纯N2作为反应气体，使其离化并与Cr、Al元素结合，在Ti底层上沉积形成CrAlN涂层。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体的工艺条件是：(1)等离子体刻蚀将预处理后的热压铸模具装入电弧离子镀膜真空室，抽真空并加热到500℃，镀膜前，通入20ml/min的Ar到真空室，当真空室气压达到6Pa时，开偏压至-1000V对真空室的热压铸模具表面进行轰击刻蚀和除气处理，持续120分钟；(2)Ti底层制备热压铸模具刻蚀完成后，调节Ar流量到30ml/min，将真空室气压调至0.3Pa，打开矩形Ti靶电弧电源，弧电流100A，调整偏压到-200V，持续10分钟，在热压铸模具表面制备得到Ti底层；(3)CrAlN涂层制备Ti底层制备完成后，将偏压调整为-80V，将Ar流量关闭，打开N2开关，调整N2流量使真空室气压为0.8Pa，将矩形Ti靶关闭，将圆形CrAl靶打开，电流为80A，开始在Ti底层上制备CrAlN涂层，持续240分钟，在Ti底层表面沉积形成CrAlN涂层。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的圆形CrAl靶共三个，以均布的方式安置在炉体右内壁上。4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的热压铸模具采用4Cr5MoV1Si材料制作。2CN106399952A说明书1/3页热压铸模具表面涂层的制备方法技术领域[0001]本发明属于真空气相沉积制备硬质涂层技术领域，具体涉及一种热压铸模具表面涂层的制备方法。背景技术[0002]热压铸技术是指将熔融合金在高压、高速条件下填充模具型腔，并在高压下冷却成型的铸造方法，是铸造工艺中应用最广、发展速度最快的金属热加工成形工艺方法之一。热压铸作为一种先进的有色合金精密零部件成形技术，适应了现代制造业中产品复杂化、精密化、轻量化、节能化、绿色化的要求，应用领域不断拓宽。随着压铸设备和工艺技术水平不断提高，压铸产品的应用范围在现有基础上仍将不断扩大，特别是汽车、日用消费电子工业的迅速发展，带动了压铸行业正以前所未有的速度向前发展。[0003]热压铸过程的关键工艺装备是热压铸模具，由于其长期在高温、重载等严酷服役环境下工作，模具表面会出现粘膜、磨损、冲蚀以及热疲劳，对精密零部件成形质量和良品率带来重大影响，不仅模具维修周次增加，使用寿命也大幅下降。同时，热压铸模具通常是使用热、强、韧等综合性能优异的4Cr5MoV1Si(H13)模具钢制造而成的，制造周期长，生产成本高。因此，迫切需要开发提高模具寿命的新技术。[0004]基于