[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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本發明公開了一種擠壓鑄造型腔表面強化方法，首先對擠壓鑄造型腔表面進行探傷、烘烤和擦拭預處理，待強化區域進行噴砂粗化處理，使其露出均質的金屬本色，表面粗糙度控制在Ra6?8微米；采用熱噴涂工藝，擠壓鑄造鑄型表面制備梯度熱噴涂涂層；采用拋磨盤對噴涂區域進行打磨處理，使最終的噴涂涂層厚度控制在100?300微米，粗糙度Ra＜0.4微米。經過本發明方法強化的擠壓鑄造型腔耐磨性得到提升，同時由于涂層的潤滑脫黏效果，大幅減少鑄造過程中脫模劑的使用，最終降低修模頻率，降低生產成本。

技術領域

本發明涉及一種擠壓鑄造型腔表面強化方法，屬于機械制造和表面工程領域。

背景技術

擠壓鑄造(又稱液態模鍛)，是一種既具有鑄造特點，又類似模鍛的新興金屬成形工藝。它是將一定量的被鑄金屬液直接澆注入涂有潤滑劑的型腔中，并持續施加機械靜壓力，利用金屬鑄造凝固成形時易流動和鍛造技術使已凝固的硬殼產生塑性變形，使金屬在壓力下結晶凝固并強制消除因凝固收縮形成的縮孔縮松，以獲得無鑄造缺陷的液態模鍛制件。根據壓力作用形式的不同，擠壓鑄造可分為直接擠壓鑄造和間接擠壓鑄造兩大類。直接擠壓工藝類似于金屬模鍛，壓力直接施加于液態金屬的整個面上；間接擠壓工藝與壓鑄接近，壓力通過澆道間接作用于液態金屬上。

無論是直接擠壓還是間接擠壓鑄造，都具有高壓成形和凝固的工藝特點，對成形型腔表面耐磨性和脫附性提出更高要求。在實際應用中，采用型腔選材、熱處理和時效，配合水性脫模劑的大量使用，能夠較好的緩解型腔磨損問題，一定程度上延長型腔的使用壽命。但是，盡管采用了上述方法，擠壓鑄造型腔的修模頻率讓然偏高，影響產線生產效率。另一方面，大量使用的水性脫模劑對產線環境造成不利影響，且增加了制造成本。

熱噴涂是一種表面強化技術，是表面工程技術的重要組成部分，一直是我國重點推廣的新技術項目。它是利用某種熱源(如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等)將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態，然后以一定速度噴射到預處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層的一種技術。

熱噴涂技術的技術特點包括：

1.基體材料不受限制，可以是金屬和非金屬，可以在各種基體材料上噴涂；

2.可噴涂的涂層材料極為廣泛，熱噴涂技術可用來噴涂幾乎所有的固體工程材料，如硬質合金、陶瓷、金屬、石墨等；

3.噴涂過程中基體材料溫升小，不產生應力和變形；

4.操作工藝靈活方便，不受工件形狀限制，施工方便；

5.涂層厚度可以從0.01至幾毫米；

6.涂層性能多種多樣，可以形成耐磨、耐蝕、隔熱、抗氧化、絕緣、導電、防輻射等具有各種特殊功能的涂層；

7.適應性強及經濟效益好等優點。

將熱噴涂技術應用在模具型腔表面由來已久，如引用專利1至引用專利4所述。

引用專利1。中國專利：CN201310247777.3，汽車模具表面的熱噴涂改質處理方法，公開了一種模具表面熱噴涂強化方法，加工對象為沖壓模具，噴涂材料為金屬陶瓷類材料。

引用專利2。中國專利：CN200810047136.2，熱噴涂納米復合陶瓷涂層塑料模具及其生產方法，公開了一種模具鋼基體-粘結底層-納米復合陶瓷涂層組成的表面強化方案。涂層的硬度高達HRC60-70，耐蝕性能優良。

引用專利3。中國專利：CN201010138207.7，一種采用熱噴涂工藝快速制作滾塑成型模具的方法。在獲得快速原型的基礎上，通過在其表面實施錫合金涂層，電鍍鎳層，然后噴涂自結合涂層，噴涂足夠厚度的鋅鋁合金層，最后去除型腔內填充物，獲得要求的滾塑加工成型模具。