[發(fā)明專利]一種Co基-WC/TiN/TiCN復(fù)合涂層以及冷沖模具的修復(fù)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010036539.8
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111118436A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王愛平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州珈鵬科技有限公司
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/06;C22C19/07;C22C32/00;C23C14/06;C23C14/35;C23C28/00;B21D37/01;B21D37/10
• 代理公司: 深圳龍圖騰專利代理有限公司 44541
• 代理人: 姜書新

本發(fā)明公開一種Co基?WC/TiN/TiCN復(fù)合涂層，包括金屬基底，依次沉積于金屬基底的Co基?WC涂層、TiN漸變涂層以及TiCN漸變涂層；所述Co基?WC復(fù)合涂層通過超音速火焰噴涂Co基合金粉末以及WC粉末制備，所述TiN漸變涂層以及TiCN漸變涂層通過離子輔助非平衡磁控濺射技術(shù)制備。并公開了上述復(fù)合涂層應(yīng)用于沖壓模具的修復(fù)以及具體的修復(fù)方法，提高沖壓模具修復(fù)層結(jié)合力、硬度、耐磨性以及抗沖擊性能的整體綜合性能；大大提高了沖壓模具的使用壽命，有效的降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合涂層及其制備方法，尤其是一種Co基-WC/TiN/TiCN復(fù)合涂層以及冷沖模具的修復(fù)方法。

背景技術(shù)

冷沖壓模具要承受沖擊、振動、摩擦、高壓、拉伸、彎扭等負(fù)荷，甚至在較高的溫度下工作(如冷擠壓)，工作條件復(fù)雜，易發(fā)生磨損、疲勞、斷裂、變形等現(xiàn)象。冷沖模具的主要失效原因之一是磨損失效，導(dǎo)致沖壓產(chǎn)品不合格，嚴(yán)重會導(dǎo)致模具報廢，提高生產(chǎn)成本、造成經(jīng)濟(jì)損失。如何對失效的沖壓模具進(jìn)行修復(fù)，實(shí)現(xiàn)失效模具的再制造是現(xiàn)有技術(shù)研究的方向。比較常見的有鑲塊粘接法、堆焊以及熱噴涂、激光熔覆等。

中國專利CN103911612A公開了一種以鈷基加碳化鎢為熔覆合金的Cr12MoV冷沖壓模具激光修復(fù)工藝，包括以下步驟：1)清理冷沖壓模具表面缺陷，去除表面磨痕、油污以及微裂紋；2)采用Fe316合金粉末作為打底層，激光打底熔覆；3)采用Co06+WC合金粉末作為蓋面層，待模具冷卻到300-600℃后，激光熔覆蓋面層；4)對熔覆層表面進(jìn)行機(jī)械加工。中國專利CN106825264A公開了一種用于熱沖壓模具的鑲塊制造方法，包括如下步驟：1)將普通鍛鋼或普通鍛模用鋼作為基體材料進(jìn)行粗加工和調(diào)質(zhì)處理，得到鑲塊的基本形狀并留有一定的余量；2)將鑲塊的工作表面沿深度方向切削5～10mm；3)將耐高溫耐磨損焊芯采用堆焊的方式焊接在鑲塊的工作表面上以形成增材制造層，所述增材制造層的厚度為1～12mm；4)對鑲塊進(jìn)行精加工得到滿足使用尺寸精度要求的鑲塊；5)對鑲塊進(jìn)行整體淬火，從而得到最終的用于熱沖壓模具的鑲塊。中國專利CN102234754A公開了一種針對大尺寸的汽車覆蓋件冷沖壓模具的修復(fù)方法，該方法基于反應(yīng)噴涂原理，通過氧—乙炔火焰噴涂、等離子噴涂或超音速火焰熱噴涂方法，在待修復(fù)模具的型面上制備出Mo₂FeB₂/α-Fe復(fù)合涂層，該涂層經(jīng)過高頻感應(yīng)加熱，其熔化的金屬原子和模具基體表面的金屬原子生成一個冶金結(jié)合區(qū)，形成冶金結(jié)合界面，有利于增強(qiáng)涂層與與模具的結(jié)合強(qiáng)度，有利于提高涂層表面硬度，達(dá)到延長模具工作周期，提高模具使用壽命目的。中國專利CN104264094A一種沖壓機(jī)沖壓模具的再制造工藝，包括以下工藝步驟：(1)前期處理：a)脫脂、除油；b)除銹：除去沖壓機(jī)沖壓模具上的銹；c)磷化；d)噴砂；(2)噴涂：采用等離子噴涂噴涂設(shè)備噴涂Ni60B-CBN材料形成涂層；(3)后期處理：砂紙拋光處理。

盡管現(xiàn)有技術(shù)中對失效的沖壓模具進(jìn)行修復(fù)，也取得了不錯的修復(fù)效果。但是，如何進(jìn)一步提高修復(fù)層的結(jié)合強(qiáng)度、耐磨性、硬度以及抗沖擊性能仍然是需要作出大量研究的。然而，涂層的性能與粉末的組成、制備方法以及工藝參數(shù)有很大關(guān)系，如何從大量的影響因素中篩選出粉末組成以及選擇合適的制備方法并且設(shè)置工藝參數(shù)更是需要付出創(chuàng)造性勞動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的之一是提供一種Co基-WC/TiN/TiCN復(fù)合涂層，以提高沖壓模具修復(fù)層結(jié)合力、硬度、耐磨性以及抗沖擊性能的整體綜合性能。采用如下技術(shù)方案：一種Co基-WC/TiN/TiCN復(fù)合涂層，其特征在于，包括金屬基底，依次沉積于金屬基底的Co基-WC涂層、TiN漸變涂層以及TiCN漸變涂層；所述Co基-WC復(fù)合涂層通過超音速火焰噴涂Co基合金粉末以及WC-Co粉末制備，所述TiN漸變涂層以及TiCN漸變涂層通過離子源輔助非平衡磁控濺射技術(shù)制備；其中TiN梯度涂層中Ti的含量朝著遠(yuǎn)離基底的方向逐漸增加，其中TiCN梯度涂層中Ti的含量朝著遠(yuǎn)離基底的方向逐漸減少。

進(jìn)一步地，所述金屬基底為Cr12Mo1V1鋼、45鋼、W18Cr4V鋼或W6Mo5Cr4V2鋼。