CN105386035A - 用于表面硬化铝注塑模具的制造方法 - Google Patents

用于表面硬化铝注塑模具的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105386035A
CN105386035A CN201510525309.7A CN201510525309A CN105386035A CN 105386035 A CN105386035 A CN 105386035A CN 201510525309 A CN201510525309 A CN 201510525309A CN 105386035 A CN105386035 A CN 105386035A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser beam
coating
metallic substance
substrate
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510525309.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105386035B (zh
Inventor
J.P.穆罗
J.E.奥斯伯恩
B.J.佩伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN105386035A publication Critical patent/CN105386035A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105386035B publication Critical patent/CN105386035B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0093—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring combined with mechanical machining or metal-working covered by other subclasses than B23K
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/007—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass injection moulding tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/70—Maintenance
    • B29C33/74—Repairing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/14—Titanium or alloys thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2905/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as mould material
    • B29K2905/02—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2909/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2803/00 - B29K2807/00, as mould material
    • B29K2909/02—Ceramics
    • B29K2909/04—Carbides; Nitrides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/757—Moulds, cores, dies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及用于表面硬化铝注塑模具的制造方法。本发明的多个变型实施例可包括一种产品，该产品可包括：可包括铝-镍合金和至少一个表面的基板、及可包含通过激光熔覆而沉积在至少一个表面上的金属材料的涂层。

Description

用于表面硬化铝注塑模具的制造方法
技术领域
本公开总的涉及的领域包括铝基板的激光熔覆。
背景技术
注射成型工艺传统地使用具有高硬度的工具和模具，尤其是在塑料和复合材料的铸造中。注射成型中所使用的工具和模具可包含钢或硬化工具钢。在一些情况下，铝-镍合金会经历表面硬化过程，该过程允许工具和模具是由低成本的轻质铝-镍合金形成。
发明内容
本公开的一些变型实施例可包括一种方法，该方法可包括：提供可包括铝合金和第一表面的基板；对第一表面进行机械加工以限定型腔；对该型腔进行处理以除去铝-镍合金的氧化物；以及通过对基板实施激光表面硬化而用涂层覆盖基板。激光表面硬化可包括：将金属材料提供至第一表面上；提供激光并且将激光束的焦点作用于金属材料上；使保护气体在激光束周围流动；利用激光束使金属材料熔化从而在第一表面上形成熔池、涂层和稀释层。该方法还可包括对涂层进行精加工、及将涂层抛光。
另一个变型实施例可包括一种方法，该方法可包括：提供可包括铝合金和第一表面的基板；对第一表面进行机械加工以限定型腔；对该型腔进行处理以除去铝-镍合金的氧化物；以及通过对基板进行激光表面硬化而用涂层覆盖基板。激光表面硬化可包括：将可包含碳化钛的金属材料提供至第一表面上；提供激光并且将激光束的焦点应用于金属材料上；使保护气体在激光束周围流动；使激光束越过在基板第一表面上的金属材料，使得在使保护气体在激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖整个第一表面；利用激光束使金属材料熔化，从而在第一表面上形成熔池、涂层和稀释层。该方法还可包括对涂层进行精加工、及将涂层抛光。
另一个变型实施例可包括一种方法，该方法可包括：提供可包括铝-镍合金和第一表面的基板；对第一表面进行机械加工以限定型腔；对该型腔进行处理以除去铝-镍合金的氧化物；以及通过对基板进行激光表面硬化而用涂层覆盖基板。激光表面硬化可包括：通过利用金属粉末材料供给使金属材料流动到第一表面上，而将可包含碳化钛的金属粉末材料提供至第一表面上；提供激光并且将激光束的焦点应用于金属粉末材料上；使保护气体在激光束周围流动；使激光束越过在基板第一表面上的金属粉末材料，使得在使保护气体在激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖整个第一表面；利用激光束使金属粉末材料熔化从而在第一表面上形成熔池、涂层和稀释层。该方法还可包括对涂层进行精加工、及将涂层抛光。
本发明提供以下技术方案：
1.一种方法，包括：
提供包括铝合金和第一表面的基板；
对所述第一表面进行机械加工以限定型腔；
对所述型腔进行处理以除去所述铝-镍合金的氧化物；
通过对所述基板进行激光表面硬化，而用涂层覆盖所述基板，其中所述激光表面硬化包括：
将金属材料提供至所述第一表面上；
提供激光并且将所述激光束的焦点应用于所述金属材料上；
使保护气体在所述激光束周围流动；
利用所述激光束使所述金属材料熔化，从而在所述第一表面上形成熔池、所述涂层和稀释层；
对所述涂层进行精加工；和
将所述涂层抛光。
2.如方案1所述的方法，还包括：
使所述激光束越过在所述基板的第一表面上的所述金属材料，使得在使保护气体在所述激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖所述整个第一表面。
3.如方案1所述的方法，还包括：
越过在所述激光束下方的所述基板，使得所形成的涂层和稀释层覆盖所述整个第一表面。
4.如方案1所述的方法，其中，将金属材料提供至所述第一表面上包括通过金属材料丝供给而使所述金属材料流动到所述第一表面上。
5.如方案1所述的方法，其中，将金属材料提供至所述第一表面上包括通过金属材料粉末供给而使所述金属材料流动到所述第一表面上。
6．如方案1所述的方法，其中，将金属材料提供至所述第一表面上包括将金属材料层提供至所述第一表面上。
7.如方案1所述的方法，其中，所述金属材料包含碳化钛。
8.如方案1所述的方法，其中，所述基板包含铸造的铝-镍合金。
9.如方案1所述的方法，其中，所述基板可以是注射成型模具。
10.如方案1所述的方法，其中，所述基板可以是工具。
11.一种方法，包括：
提供包括铝合金和第一表面的基板；
对所述第一表面进行机械加工以限定型腔；
对所述型腔进行处理以除去所述铝-镍合金的氧化物；
通过对所述基板进行激光表面硬化，而用涂层覆盖所述基板，其中所述激光表面硬化包括：
将包括碳化钛的金属材料提供至所述第一表面上；
提供激光并且将激光束的焦点应用于所述金属材料上；
使保护气体在所述激光束周围流动；
使所述激光束越过在所述基板的第一表面上的所述金属材料，使得在使保护气体在所述激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖整个第一表面；
利用所述激光束使所述金属材料熔化，从而在所述第一表面上形成熔池、所述涂层和稀释层；
对所述涂层进行精加工；和
将所述涂层抛光。
12.如方案11所述的方法，其中，将金属材料提供至所述第一表面上包括通过金属材料丝供给而使所述金属材料流动到所述第一表面上。
13.如方案11所述的方法，其中，将金属材料提供至所述第一表面上包括通过金属材料粉末供给而使所述金属材料流动到所述第一表面上。
14.如方案11所述的方法，其中，将金属材料提供至所述第一表面上包括将金属材料层提供至所述第一表面上。
15.如方案11所述的方法，其中，所述基板包括铸造的铝-镍合金。
16.如方案11所述的方法，其中，所述基板可以是注射成型模具。
17.如方案11所述的方法，其中，所述基板可以是工具。
18.一种方法，包括：
提供包括铝-镍合金和第一表面的基板；
对所述第一表面进行机械加工以限定型腔；
对所述型腔进行处理以除去所述铝-镍合金的氧化物；
通过对所述基板进行激光表面硬化，而用涂层覆盖所述基板，其中所述激光表面硬化包括：
通过利用金属粉末材料供给使所述金属材料流动到所述第一表面上，而将包含碳化钛的金属粉末材料提供至所述第一表面上；
提供激光并且将激光束焦点应用于所述金属粉末材料上；
使保护气体在所述激光束周围流动；
使所述激光束越过在所述基板的所述第一表面上的所述金属粉末材料，使得在使保护气体在所述激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖所述整个第一表面；
利用所述激光束使所述金属粉末材料熔化，从而在所述第一表面上形成熔池、所述涂层和稀释层；
对所述涂层进行精加工；和
将所述涂层抛光。
从下文中所提供的详细说明，在本发明范围内的其它说明性变型实施例将变得显而易见。应当理解的是，详细说明和列举的变型实施例，虽然公开了任选的变型实施例，但它们的意图只是为了说明的目的而并非意图限制本发明的范围。
附图说明
从详细说明和附图，可更加完全地理解在本发明范围内的变型实施例的选择例子，在附图中：
图1示出了用涂层对表面进行激光熔覆的一个变型实施例。
具体实施方式
以下对变型实施例的描述在本质上仅仅是说明性的而并非意图以任何方式限制本发明的范围、其应用或使用。以下对各变型实施例的描述可以只是说明了被认为是本发明范围内的部件、元件、行为、产品和方法，而并非意图以任何方式限制可具体地公开或者未明确陈述的本发明的范围。本文中所描述的部件、元件、行为、产品和方法可以以不同于如本文中明确描述的方式进行组合和重新布置，并且仍然被认为是在本发明的范围内。
金属表面合金的表面硬化、尤其是激光表面硬化可包括：使采用金属粉末或金属丝形式的金属材料沉积，以及通过在基板表面上使用激光而使金属材料熔化。这样，可用金属材料涂覆基板，由此改善材料特性，诸如耐腐蚀性、耐磨性和导热性。在一些情况下，当金属材料可沉积时激光和金属材料会穿过基板，或者基板可在固定激光的下方移动同时可使金属材料沉积。
可利用一个或多个喷嘴供给被涂覆到基板上的金属材料，使得金属材料在激光可使金属材料熔化的位置点与基板相遇，从而形成熔池，该熔池随后可硬化成为在基板上的涂层。可以以受控的方式使激光和金属材料沉积，使得基板可部分地或完全地被表面硬化的金属材料所覆盖。在一些情况下，可在使金属材料熔化之前，将金属材料沉积到基板上。
激光，当用于使金属材料熔化时，会被在激光束周围流动的保护气体所遮蔽。激光功率、激光焦点、表面硬化速率、和金属材料沉积速率都可以改变，以实现沉积的金属材料的理想材料特性。在一些情况下，所形成的硬化表面的硬度可以是从大约400kg/mm-2至大约600kg/mm-2的范围。
基板可以是包含铝-镍合金的模具，该模具是用于对塑料、复合材料、或纤维强化塑料进行注射成型。在一些情况下，可在用涂层进行激光熔覆之前，对基板进行机械加工以除去氧化物。接着，可对涂层进行后处理，该后处理包括精加工和抛光。
金属材料可包括钛和碳化钛以及其任意组合或亚组合。
图1示出了一些变型实施例，这些变型实施例可包括一种使用喷嘴10的方法，该喷嘴10可将激光束18和金属材料16发射到基板12上。在多个变型实施例中，基板12可以是注射成型模具。激光束18和金属材料16可被保护气体14包围，保护气体14也可由喷嘴10所发射。在多个变型实施例中，喷嘴10可具有激光束可通过的中心通道。第一同心通道可环绕中心通道，并且可用于利用载气来输送粉末金属。第二同心通道可环绕第一同心通道并且可用于输送保护气体。激光束18与金属材料16可在基板12处相遇由此使金属材料16熔化进入熔池20，其中当使喷嘴10在基板12的表面上越过时金属材料16和基板12形成涂层22和稀释层24。
在多个变型实施例中，金属材料16可包含铝-镍合金。在多个变型实施例中，金属材料16可以或者可以不包含TiC颗粒。在多个变型实施例中，金属材料16可包含铝-镍合金和TiC颗粒。
根据变型实施例1，一种方法可包括：提供可包括铝合金和第一表面的基板；对第一表面进行机械加工以限定型腔；对该型腔进行处理以除去铝-镍合金的氧化物；以及通过对基板进行激光表面硬化而用涂层覆盖基板。激光表面硬化可包括：将金属材料提供至第一表面上；提供激光并且将激光束的焦点应用于金属材料上；使保护气体在激光束周围流动；利用激光束使金属材料熔化，从而在第一表面上形成熔池、涂层和稀释层。该方法还可包括对涂层进行精加工、及将涂层抛光。
变型实施例2可包括如变型实施例1中所描述的方法，该方法可包括使激光束越过在基板第一表面上的金属材料，使得在使保护气体在激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖整个第一表面。
变型实施例3可包括如变型实施例1或2所述的方法，该方法可包括：越过在激光束下方的基板，使得所形成的涂层和稀释层覆盖整个第一表面。
变型实施例4可包括如变型实施例1至3中任一变型实施例所述的方法，其中将金属材料提供至第一表面上可包括通过金属材料丝供给而使金属材料流动到第一表面上。
变型实施例5可包括如变型实施例1至4中任一变型实施例所述的方法，其中将金属材料提供至第一表面上可包括通过金属材料粉末供给而使金属材料流动到第一表面上。
变型实施例6可包括如变型实施例1至5中任一变型实施例所述的方法，其中将金属材料提供至第一表面上可包括将金属材料层提供至第一表面上。
变型实施例7可包括如变型实施例1至6中任一变型实施例所述的方法，其中金属材料可包含碳化钛。
变型实施例8可包括如变型实施例1至7中任一变型实施例所述的方法，其中基板可包含铸造的铝-镍合金。
变型实施例9可包括如变型实施例1至8中任一变型实施例所述的方法，其中基板可以是注射成型模具。
变型实施例10可包括如变型实施例7至9中任一变型实施例所述的方法，其中基板可以是工具。
根据变型实施例11，一种方法可包括：提供可包括铝合金和第一表面的基板；对第一表面进行机械加工以限定型腔；对该型腔进行处理以除去铝-镍合金的氧化物；以及通过对基板进行激光表面硬化而用涂层覆盖基板。激光表面硬化可包括：将可包含碳化钛的金属材料提供至第一表面上；提供激光并且将激光束的焦点应用于金属材料上；使保护气体在激光束周围流动；使激光束越过在基板的第一表面上的金属材料，使得在使保护气体在激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖整个第一表面；利用激光束使金属材料熔化从而在第一表面上形成熔池、涂层和稀释层。该方法还可包括对涂层进行精加工、及将涂层抛光。
变型实施例12可包括如变型实施例11所述的方法，其中将金属材料提供至第一表面上可包括通过金属材料丝供给而使金属材料流动到第一表面上。
变型实施例13可包括如变型实施例11至12中任一变型实施例所述的方法，其中将金属材料提供至第一表面上可包括通过金属材料粉末供给而使金属材料流动到第一表面上。
变型实施例14可包括如变型实施例11至13中任一变型实施例所述的方法，其中将金属材料提供至第一表面上可包括将金属材料层提供至第一表面上。
变型实施例15可包括如变型实施例11至14中任一变型实施例所述的方法，其中基板可包含铸造的铝-镍合金。
变型实施例16可包括如变型实施例11至15中任一变型实施例所述的方法，其中基板可以是注射成型模具。
变型实施例17可包括如变型实施例11至16中任一所述的方法，其中基板可以是工具。
根据变型实施例18，一种方法可包括：提供可包括铝-镍合金和第一表面的基板；对第一表面进行机械加工以限定型腔；对该型腔进行处理以除去铝-镍合金的氧化物；以及通过对基板实施激光表面硬化而用涂层覆盖基板。激光表面硬化可包括：通过利用金属粉末材料供给使金属材料流动到第一表面上而将可包含碳化钛的金属粉末材料提供至第一表面上；提供激光并且将激光束的焦点应用于金属粉末材料上；使保护气体在激光束周围流动；使激光束越过在基板第一表面上的金属粉末材料，使得在使保护气体在激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖整个第一表面；利用激光束使金属粉末材料熔化，从而在第一表面上形成熔池、涂层和稀释层。该方法还可包括对涂层进行精加工、及将涂层抛光。
以上对本发明变型实施例的描述在本质上可以仅仅是说明性的，因此其变型不被看作是背离本专利文件中所公开发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种方法，包括：
提供包括铝合金和第一表面的基板；
对所述第一表面进行机械加工以限定型腔；
对所述型腔进行处理以除去所述铝-镍合金的氧化物；
通过对所述基板进行激光表面硬化，而用涂层覆盖所述基板，其中所述激光表面硬化包括：
将金属材料提供至所述第一表面上；
提供激光并且将所述激光束的焦点应用于所述金属材料上；
使保护气体在所述激光束周围流动；
利用所述激光束使所述金属材料熔化，从而在所述第一表面上形成熔池、所述涂层和稀释层；
对所述涂层进行精加工；和
将所述涂层抛光。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
使所述激光束越过在所述基板的第一表面上的所述金属材料，使得在使保护气体在所述激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖所述整个第一表面。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
越过在所述激光束下方的所述基板，使得所形成的涂层和稀释层覆盖所述整个第一表面。
4.如权利要求1所述的方法，其中，将金属材料提供至所述第一表面上包括通过金属材料丝供给而使所述金属材料流动到所述第一表面上。
5.如权利要求1所述的方法，其中，将金属材料提供至所述第一表面上包括通过金属材料粉末供给而使所述金属材料流动到所述第一表面上。
6.如权利要求1所述的方法，其中，将金属材料提供至所述第一表面上包括将金属材料层提供至所述第一表面上。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述金属材料包含碳化钛。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述基板包含铸造的铝-镍合金。
9.一种方法，包括：
提供包括铝合金和第一表面的基板；
对所述第一表面进行机械加工以限定型腔；
对所述型腔进行处理以除去所述铝-镍合金的氧化物；
通过对所述基板进行激光表面硬化，而用涂层覆盖所述基板，其中所述激光表面硬化包括：
将包括碳化钛的金属材料提供至所述第一表面上；
提供激光并且将激光束的焦点应用于所述金属材料上；
使保护气体在所述激光束周围流动；
使所述激光束越过在所述基板的第一表面上的所述金属材料，使得在使保护气体在所述激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖整个第一表面；
利用所述激光束使所述金属材料熔化，从而在所述第一表面上形成熔池、所述涂层和稀释层；
对所述涂层进行精加工；和
将所述涂层抛光。
10.一种方法，包括：
提供包括铝-镍合金和第一表面的基板；
对所述第一表面进行机械加工以限定型腔；
对所述型腔进行处理以除去所述铝-镍合金的氧化物；
通过对所述基板进行激光表面硬化，而用涂层覆盖所述基板，其中所述激光表面硬化包括：
通过利用金属粉末材料供给使所述金属材料流动到所述第一表面上，而将包含碳化钛的金属粉末材料提供至所述第一表面上；
提供激光并且将激光束焦点应用于所述金属粉末材料上；
使保护气体在所述激光束周围流动；
使所述激光束越过在所述基板的所述第一表面上的所述金属粉末材料，使得在使保护气体在所述激光束周围流动之前所形成的涂层和稀释层覆盖所述整个第一表面；
利用所述激光束使所述金属粉末材料熔化，从而在所述第一表面上形成熔池、所述涂层和稀释层；
对所述涂层进行精加工；和
将所述涂层抛光。
CN201510525309.7A 2014-08-25 2015-08-25 用于表面硬化铝注塑模具的制造方法 Active CN105386035B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/467,756 US9796044B2 (en) 2014-08-25 2014-08-25 Manufacturing process for hard facing aluminum injection molds
US14/467756 2014-08-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105386035A true CN105386035A (zh) 2016-03-09
CN105386035B CN105386035B (zh) 2019-07-16

Family

ID=55274076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510525309.7A Active CN105386035B (zh) 2014-08-25 2015-08-25 用于表面硬化铝注塑模具的制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9796044B2 (zh)
CN (1) CN105386035B (zh)
DE (1) DE102015113830B4 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109695016A (zh) * 2017-10-20 2019-04-30 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于将第一金属的涂层沉积在第二金属部件上的方法以及由该方法制造的部件
CN116043213A (zh) * 2022-12-09 2023-05-02 安徽尚德科技有限公司 一种激光熔覆不锈钢支座板及其制作工艺

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110159138A1 (en) * 2007-01-08 2011-06-30 Garrtech Inc. Blow mold for molding a container
US20160068966A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 GM Global Technology Operations LLC Laser cladding alloy for aluminum injection molds
KR102163113B1 (ko) * 2019-03-04 2020-10-07 클래드코리아포항 주식회사 금속 와이어 3d 프린터
CN111485235B (zh) * 2020-04-07 2022-03-18 江苏大学 激光冲击熔注过程中促进微细颗粒实现晶内分布的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101012561A (zh) * 2007-02-01 2007-08-08 天津工业大学 一种激光熔覆铝合金表面强化方法
CN101880854A (zh) * 2010-05-27 2010-11-10 吉林大学 一种铝及铝合金基体氮化铝增强梯度复合材料表面层
CN102560478A (zh) * 2012-02-29 2012-07-11 中联重科股份有限公司 激光熔覆方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049978A (en) * 1996-12-23 2000-04-18 Recast Airfoil Group Methods for repairing and reclassifying gas turbine engine airfoil parts
KR100387488B1 (ko) * 2001-04-25 2003-06-18 현대자동차주식회사 레이저 클래딩 공법을 이용한 밸브 시트 제조방법
US6972390B2 (en) * 2004-03-04 2005-12-06 Honeywell International, Inc. Multi-laser beam welding high strength superalloys
US20110159138A1 (en) * 2007-01-08 2011-06-30 Garrtech Inc. Blow mold for molding a container
US20090057275A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-05 General Electric Company Method of Repairing Nickel-Based Alloy Articles
US8613810B2 (en) * 2009-05-29 2013-12-24 General Electric Company Nickel-base alloy, processing therefor, and components formed thereof
CN102205406B (zh) 2011-05-11 2012-08-08 西安科技大学 原位合成Al3Ti颗粒表面增强铝基复合气缸套及其制备方法
CN102943199A (zh) * 2012-12-12 2013-02-27 江苏新亚特钢锻造有限公司 一种激光熔覆高韧性耐磨镍基合金粉末及其制备方法
US20140173995A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Exxonmobil Research And Engineering Company Methods of making a drilling tool with low friction coatings to reduce balling and friction

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101012561A (zh) * 2007-02-01 2007-08-08 天津工业大学 一种激光熔覆铝合金表面强化方法
CN101880854A (zh) * 2010-05-27 2010-11-10 吉林大学 一种铝及铝合金基体氮化铝增强梯度复合材料表面层
CN102560478A (zh) * 2012-02-29 2012-07-11 中联重科股份有限公司 激光熔覆方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KEISUKE UENISHI ET.AL.: "Formation of surface layer based on Al3Ti on aluminium by laser cladding and its compatibility with ceramics", 《INTERMETALLICS》 *
L.HAN ET.AL.: "Modeling of Laser Cladding with Powder Injection", 《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS B》 *
陈华辉等: "《耐磨材料应用手册》", 31 August 2006, 机械工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109695016A (zh) * 2017-10-20 2019-04-30 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于将第一金属的涂层沉积在第二金属部件上的方法以及由该方法制造的部件
CN116043213A (zh) * 2022-12-09 2023-05-02 安徽尚德科技有限公司 一种激光熔覆不锈钢支座板及其制作工艺

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015113830B4 (de) 2024-02-08
US20160052089A1 (en) 2016-02-25
CN105386035B (zh) 2019-07-16
US9796044B2 (en) 2017-10-24
DE102015113830A1 (de) 2016-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105386035A (zh) 用于表面硬化铝注塑模具的制造方法
US10005127B2 (en) Powder improvement for additive manufacturing
US6814926B2 (en) Metal powder composition for laser sintering
US9987679B2 (en) Rapid tooling insert manufacture
US8062715B2 (en) Fabrication of alloy variant structures using direct metal deposition
US20190351486A1 (en) Aluminum substrates with metal-matrix composite at feature areas
CN103160825A (zh) 利用同步双光束激光提高金属3d打印致密性的方法
CN109311199B (zh) 模具浇口结构
US8584732B1 (en) Mold release method for a cold spray process
Yang et al. Development of precision spray forming for rapid tooling
Imran et al. Bimetallic dies with direct metal-deposited steel on Moldmax for high-pressure die casting application
CN101168844A (zh) 一种提高模具自脱模性能的处理方法
CN103722172A (zh) 用于制造手表部件的工艺
JP2013204122A (ja) 金属粉末射出成形用成形型
Lucchetta et al. Investigation and characterization of Stellite-based wear-resistant coatings applied to steel moulds by cold-spray
CN106216672B (zh) 一种金属增韧陶瓷基复合材料零件增材制备方法
CN105401146A (zh) 用于铝注射模具的激光熔覆合金
US20200047243A1 (en) Composite part with external part cast around internal insert and method for producing the same
JP2020143365A (ja) 砕片粒子を用いた付加製造の方法
KR20170071370A (ko) 3d 프린팅용 금속분말 조성물 및 이를 이용한 3차원 형상의 소재의 제조방법
WO2013084323A1 (ja) 鋳造用部材、及びその製造方法
JP5969327B2 (ja) 断熱金型の製造方法
CN209598196U (zh) 一种基于激冷技术的激光沉积制造装置
CN1493416A (zh) 带有复合层的零件的制造方法
US11313041B2 (en) Manufactured metal objects with hollow channels and method for fabrication thereof

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant