[發明專利]一種模具鋼激光增材修復與PVD涂層強化方法

在審

• 申請號: 202011533225.5
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112538627A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 肖輝;肖文甲;謝盼;康海燕
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C24/10;C23C14/06
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 胡昌國

1.一種模具鋼激光增材修復與PVD涂層強化方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：對待修復模具表面進行前處理，包括待修復區機械加工、清潔、噴砂及烘干；

步驟二：采用激光增材修復工藝對模具進行修復，其中工藝參數如下：激光功率為1500-2000W，掃描速度為15～18mm/s，光斑直徑為4～6mm，送粉量為25-30g/min，搭接量50%；

步驟三：對修復模具表面進行后續機加工，恢復模具尺寸及精度，再進行噴砂及超聲清洗；

步驟四：將修復模具放入PVD爐內，進行氬離子清洗；

步驟五：打開靶材，通入氮氣，沉積PVD硬質膜；

步驟六：進行模具修復與改性后續處理，退火溫度400℃，退火時間2h，獲得具有高硬、高耐磨表面的模具鋼增材修復零件。

2.根據權利要求1所述的一種模具鋼激光增材修復與PVD涂層強化方法，其特征在于：在步驟二中，激光掃描速度V的數值根據P/200≤V≤P/120原則進行選取，其中P為激光功率，單位為W，V的單位為mm/s。

3.根據權利要求1所述的一種模具鋼激光增材修復與PVD涂層強化方法，其特征在于：在步驟二中，合金粉末為混合粉，其中包括質量分數為95%的A100合金鋼粉末，3%的純鉻粉與2%的純鋁粉，填充路徑為交叉掃描路徑。

4. 根據權利要求1所述的一種模具鋼激光增材修復與PVD涂層強化方法，其特征在于：在步驟四中，氬離子清洗工藝參數為：當PVD爐腔內真空度為小于5′10^-3 Pa時，通入氬氣并控制流量在100～300 sccm，氣壓小于0.3 Pa，樣品溫度400～550℃，負偏壓550V，轟擊時間7～12 min。

5.根據權利要求1所述的一種模具鋼激光增材修復與PVD涂層強化方法，其特征在于：在步驟五中，沉積PVD硬質涂層工藝參數為：真空度調節為0.25～5.8 Pa，偏壓為-45～-175V，通入氮氣，氣壓為2.2～5.5 Pa，溫度控制在420～485℃，靶材為AlCr靶，靶材電流75～115 A，沉積3.8～5.8 h，制得PVD硬質膜層。

6.根據權利要求1所述的一種模具鋼激光增材修復與PVD涂層強化方法，其特征在于：所述的模具鋼，包括冷作模具鋼、熱作模具鋼或塑料模具鋼。