[發明專利]一種擠壓鑄造型腔表面強化方法

在審

• 申請號: 201911423977.3
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111334739A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 康正陽;許善新;蘇小平
• 申請（專利權）人: 蘇州三基鑄造裝備股份有限公司;南京工業大學
• 主分類號: C23C4/08
• 分類號: C23C4/08;C23C4/06;C23C4/02;B22D18/02
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1.一種擠壓鑄造型腔表面強化方法，其特征在于，在擠壓鑄造型腔表面加工能夠兼顧承載和熱沖擊的梯度涂層；所述梯度涂層包括底部結合層2、中部承載層3和頂部損耗層4，頂部損耗層表面布置有伸縮微柱5；所述伸縮微柱5具有伸長狀態和縮小狀態；伸縮微柱5處在縮小狀態，梯度涂層表面產生微小縫隙9，使得型腔-成形件實際接觸面積減小，兩者間依附力隨之降低，利于成形鑄件的脫模和落料；伸縮微柱5處在伸長狀態，梯度涂層表面沒有微小縫隙，能夠很好的承載擠壓鑄造壓力，同時快速導熱。

2.根據權利要求1所述的一種擠壓鑄造型腔表面強化方法，其特征在于，所述伸縮微柱5伸長狀態和縮小狀態的轉換受擠壓鑄造型腔表面溫度調控。

3.根據權利要求1和2所述的一種擠壓鑄造型腔表面強化方法，其特征在于，所述梯度涂層包括底部結合層2、中部承載層3、頂部損耗層4及其表面布置的伸縮微柱5是通過熱噴涂工藝制備在擠壓鑄造鑄型表面的。

4.根據權利要求1所述的一種擠壓鑄造型腔表面強化方法，其特征在于：

底部結合層2的噴涂厚度為20-100微米，熱噴涂粉末類型為Ni-Al混合粉末，粉末粒度45-90微米；

中部承載層3的噴涂厚度為50-250微米，熱噴涂粉末類型為WC-Co混合粉末，粉末粒度20-70微米；

頂部損耗層4的噴涂厚度為50-250微米，熱噴涂粉末類型為WC-Co混合粉末，粉末粒度20-70微米；

伸縮微柱5的噴涂厚度為50-200微米，熱噴涂粉末類型為Mo金屬粉末，粉末粒度50-150微米；

梯度涂層的總厚度為100-300微米。

5.根據權利要求1和4所述的一種擠壓鑄造型腔表面強化方法，其特征在于制備階梯涂層包括以下步驟：型腔表面噴涂前處理、型腔表面噴砂處理、制備混合金屬粉末、熱噴涂加工梯度涂層和熱噴涂涂層打磨處理；所述型腔表面噴涂前處理去除表面油脂，獲得均勻的表面粗糙度分布；所述熱噴涂涂層打磨處理將鋪設在損耗層上的大粒度金屬顆粒頂部與模具表面平齊，同時控制梯度涂層總厚度和表面粗糙度。

6.根據權利要求1所述的一種擠壓鑄造型腔表面強化方法，其特征在于，經過強化處理的鑄造型腔的工作流程是：

首先對擠壓鑄造型腔進行預熱處理，預熱溫度300攝氏度；同時在鑄型表面噴涂水性脫模劑，在鑄型表面形成厚度2-10微米的脫模劑薄膜；此時伸縮微柱5處在伸長狀態；

隨后將溫度750-800攝氏度的液態鋁合金注入擠壓鑄造型腔；擠壓鑄造型腔內部的水冷/風冷管道帶走熱量，降低鑄型溫度；在液態鋁合金高壓凝固過程中，伸縮微柱5開始由伸長狀態向縮小狀態轉變，少量伸縮微柱金屬殘留在成形鑄件表面；

最后通過頂出機構將成形鋁鑄件從擠壓鑄造鑄型表面取出；由于伸縮微柱5處于縮小狀態，成形鑄件與擠壓鑄造鑄型的實際接觸面積減小；同時殘留在成形鑄件表面的伸縮微柱金屬發揮固體潤滑作用，減少鑄型-鑄件相對運動過程的鑄型表面磨損，也使得落料過程更為順暢。