[發明專利]一種鋁壓鑄模具鋼表面涂層材料及制備方法

在審

• 申請號: 202211210226.5
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN116145079A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 趙浩峰
• 申請（專利權）人: 安徽信息工程學院
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/58;B22D17/22
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司 44376
• 代理人: 孔令環

本發明公開了一種鋁壓鑄模具鋼表面涂層材料及制備方法，屬于模具表面涂層制備領域，模具表面涂層制備，S1：對壓鑄模具鋼3Cr2W8V的表面用磨拋工具進行研磨、拋光；S2：鋁壓鑄模具鋼3Cr2W8V的表面進行清洗；S3：將干燥處理后的鋁壓鑄模具鋼3Cr2W8V放入物理氣相沉積爐中進行表面涂層處理，S4：在鋁壓鑄模具鋼3Cr2W8V的氮化釩內層上繼續沉積氮化鋁層。本發明所制備的鋁壓鑄模具鋼表面涂層材料的抗熱沖擊性好，具有優越的高溫耐腐蝕能力；室溫強度高，且強度隨溫度的升高下降較慢；導熱性好，熱膨脹系數小，是良好的耐熱沖擊材料；抗熔融金屬侵蝕的能力強；并且該制備方法簡便，成本低，使用效果好，鋼基體結合良好，可廣泛用于耐磨壓鑄模具。

技術領域

本發明涉及模具表面涂層制備領域，更具體地說，涉及一種鋁壓鑄模具鋼表面涂層材料及制備方法。

背景技術

鋁空氣電池是一種金屬燃料電池，由正極、負極、電解液等三部分組成。鋁空氣電池的研究始于20世紀60年代。1962年，美國的S.Zaromb等證實了以堿性溶液為工作介質的鋁空氣電池的技術可行性。1979年，Despic?AR等人率先研究了中性鹽水中鋁空氣電池的工作和應用情況。鋁空氣電池具有電化學當量高、電極電位較負和鋁資源豐富等優點。鋁空氣電池在電動汽車、通訊基站、野外照明、應急電源、無人機、潛艇、監控設施等領域具有廣闊的應用前景。

中國專利，申請號為CN201810809910.2涉及一種鋁壓鑄模具表面涂層處理工藝以及具有涂層的鋁壓鑄模具，包括如下步驟：預清洗、脫鋁、清洗、脫氣、噴砂、粗拋光、等離子滲氮、精拋光、清洗及PVD涂層。該發明將等離子滲氮和PVD涂層結合起來，使涂層具有硬度高、結合力優異、耐磨性好、耐腐蝕性以及耐高溫性好等特點，而在PVD涂層處理前又進行脫鋁、脫氣、噴砂、拋光等處理，進一步優化涂層的結合力，改善模具表面的使用性能，減少粘鋁、熱裂紋、腐蝕磨損等問題，大幅度提高鋁壓鑄模具的使用壽命。但是依然存在表面硬度不夠高的技術缺陷。

為此，本申請提出一種鋁壓鑄模具鋼表面涂層材料及制備方法。

發明內容

1.要解決的技術問題

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種鋁壓鑄模具鋼表面涂層材料，可以提高鋁壓鑄模具鋼表面的硬度，并且該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。本發明一種鋁壓鑄模具鋼表面涂層材料用于模具場合。

2.技術方案

為解決上述問題，本發明采用如下的技術方案。

一種鋁壓鑄模具鋼表面涂層材料，由氮化釩硼表、氮化鋁、氮化釩形成的表面結構的涂層材料，總厚度為4-4.5微米，所述氮化釩硼表、氮化鋁、氮化釩的厚度比為0.5:0.3-0.5:0.7，鋁壓鑄模具鋼采用3Cr2W8V，氮化釩硼表在涂層外部，氮化釩內在里層與3Cr2W8V鋼結合。

進一步的，一種鋁壓鑄模具鋼表面涂層材料制備方法，其特征在于：

S1：對壓鑄模具鋼3Cr2W8V的表面用磨拋工具進行研磨、拋光；

S2：鋁壓鑄模具鋼3Cr2W8V的表面進行清洗；

S3：將干燥處理后的鋁壓鑄模具鋼3Cr2W8V放入物理氣相沉積爐中進行表面涂層處理，先在鋁壓鑄模具鋼3Cr2W8V表面敷氮化釩內層；

S4：在鋁壓鑄模具鋼3Cr2W8V的氮化釩內層上繼續沉積氮化鋁層；

S5：在鋁壓鑄模具鋼3Cr2W8V的氮化鋁層上敷氮化釩硼表層；

S6：完成敷膜后，將壓鑄模具鋼3Cr2W8V隨爐降溫至150℃后取出常溫冷卻；