[發(fā)明專(zhuān)利]金屬高溫成型模具及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910305587.6
• 申請(qǐng)日: 2009-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101992244A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍麗;馬德寶;林兆焄;丁大偉;朱永剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B21D37/10
• 分類(lèi)號(hào): B21D37/10;B24C1/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模具及其制造方法，特別是涉及一種具有陶瓷涂層的金屬高溫成型模具及其制造方法。

背景技術(shù)

金屬鈦、鎂、鋁及其合金通過(guò)超塑性成型或金屬氣壓成型時(shí)，需要將預(yù)成型的金屬基體置于模具內(nèi)，然后對(duì)模具進(jìn)行高溫加熱(通常大于800℃)，使金屬基體受熱軟化，同時(shí)對(duì)金屬基體施以高氣壓，使軟化的金屬基體在氣壓的作用下貼附于模具型腔，從而成型。

目前，金屬高溫成型的模具材料主要有兩種，一種是金屬材料，如合金鋼“RA330”，另一種是陶瓷。這兩種材料各優(yōu)缺點(diǎn)，其中陶瓷材料的表面抗氧化性能較好，但抗沖擊性較差，制造及維修較困難，技術(shù)和成本較高。金屬材料的強(qiáng)度及抗沖擊性能均較好，同時(shí)便于維修和制造，但是表面抗氧化性能不如陶瓷，尤其是在上述高溫工作情況下，模具表面極易氧化，而且容易發(fā)生模具與金屬工作臺(tái)的粘附現(xiàn)象，嚴(yán)重影響成型零件的外觀質(zhì)量，并給模具的拆裝帶來(lái)很大困難。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，有必要提供一種耐高溫、抗氧化性能好的金屬高溫成型模具。

另外，還有必要提供一種由上述模具的制造方法。

一種金屬高溫成型模具，包括一金屬的模具基體，其特征在于：該金屬高溫成型模具還包括一至少形成于該模具基體的型腔表面的陶瓷涂層，該陶瓷涂層由三氧化二鉻、二氧化硅及三氧化二鋁組成。

一種金屬高溫成型模具的制造方法，包括如下步驟：

提供一模具基體，該模具基體由金屬材料制成；

用噴砂方式對(duì)該模具基體表面進(jìn)行粗化處理；

對(duì)該模具基體進(jìn)行預(yù)熱；

用熱噴涂方法至少于該模具基體的型腔表面形成一陶瓷涂層，該陶瓷涂層由三氧化二鉻、二氧化硅及三氧化二鋁組成。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明金屬高溫成型模具于模具基體的表面形成一耐高溫、抗氧化的陶瓷涂層，使該金屬高溫成型模具具有較高的表面抗氧化能力，同時(shí)可以解決在高溫下容易與工作臺(tái)發(fā)生粘附現(xiàn)象的問(wèn)題。上述金屬高溫成型模具的制造方法，由于熱噴涂使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，陶瓷材料較容易獲得，對(duì)模具前處理要求不高，相對(duì)成本較低。同時(shí)，維修模具簡(jiǎn)單，通過(guò)噴砂即可去除陶瓷涂層。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式金屬高溫成型模具的剖視示意圖；

圖2是由氧化鈦及三氧化二鉻組成的陶瓷層使用前的表面金相顯微照片；

圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施方式金屬高溫成型模具的陶瓷涂層使用前的表面金相顯微照片；

圖4是由氧化鈦及三氧化二鉻組成的陶瓷層的截面金相顯微照片；

圖5是使用發(fā)明較佳實(shí)施方式金屬高溫成型模具的陶瓷涂層的截面金相顯微照片。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明金屬高溫成型模具可用于鈦、鎂、鋁及其合金等金屬的高溫成型。

圖1所示為本發(fā)明較佳實(shí)施方式的模具10，包括模具基體12及形成于模具基體12表面的陶瓷涂層14。

模具基體12的材料為金屬，比如可采用RA330、3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi、5Cr4Mo3SiMnVAe、5Cr4W5Mo2V等型號(hào)的高耐熱性合金鋼材，優(yōu)選RA330型號(hào)鋼材。

陶瓷涂層14通過(guò)熱噴涂(如火焰噴涂或等離子體噴涂)的方式至少形成于模具基體12與待成型金屬軟化體接觸的型腔表面及一部分外表面，如模具基體12與工作臺(tái)接觸的外表面。陶瓷涂層14由三氧化二鉻(Cr₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)及三氧化二鋁(Al₂O₃)組成。其中三氧化二鉻的質(zhì)量含量約為89％～93％，優(yōu)選為91％；二氧化硅的質(zhì)量含量約為6％～10％，優(yōu)選為8％；三氧化二鋁的質(zhì)量含量約為0.5％～1.5％，優(yōu)選為1％。陶瓷涂層厚度大約為0.05～0.15mm，優(yōu)選為0.10～0.12mm。

上述模具10的制造方法包括如下步驟：

提供一金屬的模具基體12。

對(duì)模具基體12進(jìn)行預(yù)處理。該預(yù)處理主要包括先用一堿基清洗液清洗模具基體12，以去除模具基體12表面的油污，然后對(duì)模具基體12表面進(jìn)行噴砂粗化處理，使模具基體12的表面粗糙度Ry(輪廓最大高度)大約在40～100μm。

將模具基體12預(yù)熱至150～200℃。后續(xù)熱噴涂步驟中熔融的噴涂材料的溫度很高(可達(dá)2500℃)，如果高溫度的噴涂材料直接噴涂至冷的模具基體12，噴涂材料可能會(huì)因?yàn)轶E冷而不能很好的與模具基體12結(jié)合，所以在進(jìn)行熱噴涂前先將模具基體12預(yù)熱。