[實用新型]一種帶有鏡面硬質涂層的鋁合金拉罐產線用模具

有效

• 申請號: 201920376903.8
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN210117420U
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 彭繼華;蘇東藝;梁獻文
• 申請（專利權）人: 廣州今泰科技股份有限公司;華南理工大學
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C14/06;C23C14/32;C23C14/35;C23C14/18
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本實用新型公開了一種帶有鏡面硬質涂層的鋁合金拉罐產線用模具。所述模具由內到外依次包括模具基體、過渡層和鏡面硬質涂層，所述過渡層為TiN過渡層，所述鏡面硬質涂層為多元合金氮化物鏡面硬質涂層。本實用新型的模具表面涂覆有高光潔度的鏡面硬質涂層，采用高效率的在線離子刻蝕方法使涂層表面達到在線“拋光”效果，消除表面上與涂層結合力弱的顆粒，實現了對涂層表面隨時平整化的效果。采用本實用新型的模具可大幅度提高成品質量和延長模具壽命。

技術領域

本實用新型涉及金屬模具技術領域，具體涉及一種帶有鏡面硬質涂層的鋁合金拉罐產線用模具。

背景技術

目前鋁罐的用量越來越大，鋁罐的生產線包括擠、鐓、拉、擴、旋壓等不同工藝，這些工藝所用的模具通常為H13模具鋼，加工對象為軟質純00Al，在大氣環境和室溫下冷加工。目前模具加工質量和工效有待提高，以便降低生產成本和提高產能。當前模具存在的主要問題是經連續加工后，容易發生粘鋁，從而導致產品質量變差，模具低壽命后報廢。

根據其工況和模具的失效方式，需要改善模具的表面質量：1)降低鋁在表面的粘附力，一方面降低擠壓功率，另一方面減小脫模力，更重要的是提高產品表面質量；2)改善表面的耐磨性，雖然A00鋁質軟，但其中仍或多或少存在硬質雜質，在各道工序中這些硬質雜質會導致磨粒磨損的積累，因此提高表面硬度很有必要。綜合以上要求，在模具表面制備高硬度的Ti-Al系硬質涂層可行，但該硬質涂層必須具有鏡面效果，且涂層表面的顆粒凸起必須得到控制。

目前有一些光滑涂層效果的硬質涂層報道，如采用陽極層離子源輔助雙極脈沖磁控濺射沉積技術(CN 107338409 A)和采用調制高功率脈沖磁控濺射技術(CN 106868450A)等的相關報道可以獲得結構致密、光滑的涂層表面。但是這些技術尚難以避免涂層過程中靶材打火、工件轉架、爐壁可能釋放微粒等吸附于工件表面的現象，這些吸附的微粒大大降低了模具的加工質量和壽命。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種帶有鏡面硬質涂層的鋁合金拉罐產線用模具，該模具中的硬質涂層與基體具有較高結合力，硬質涂層本身具有鏡面效果，且該涂層與Al不發生互擴散，且具有較高的硬度。

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案如下：

一種帶有鏡面硬質涂層的鋁合金拉罐產線用模具，由內到外依次包括模具基體、過渡層和鏡面硬質涂層，所述過渡層為TiN過渡層，所述鏡面硬質涂層為多元合金氮化物鏡面硬質涂層。

本實用新型的模具表面設有采用離子刻蝕在線“拋光”方法制備得到的多元合金氮化物鏡面硬質涂層，該鏡面硬質涂層的表面微觀突出物密度小，呈現鏡面效果，該鏡面硬質涂層與基體具有較高結合力，且該涂層與Al不發生互擴散，且具有較高的硬度。將鏡面硬質涂層涂覆在鋁合金拉罐產線用模具，能夠提高模具的加工質量，延長模具的使用壽命。

本實用新型的模具基體為采用常規加工方法制備得到的鋁合金拉罐產線用模具。

進一步地，所述多元合金為Ti-Al系多元合金。

進一步地，所述多元合金為Ti-Al二元合金或Ti-Al-Si三元合金。

進一步地，所述多元合金氮化物鏡面硬質涂層采用OLYMPUS 100×立體光學顯微鏡隨機觀察其表面凸起物，3個隨機視場內可見凸起物總數小于15個，表面光潔度高，具有鏡面效果。

進一步地，所述過渡層的厚度為100-500nm，更進一步地，所述過渡層的厚度為300nm，量產效果最佳。

進一步地，所述鏡面硬質涂層的厚度為2-4μm。

本實用新型的模具的制備方法包括以下步驟：