CN203639559U - 一种具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于涂层技术领域，尤其是涉及一种能够在模具表面形成保护层，并有效提高模具表面力学性能的具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具。该模具包括铝制的上模和下模，所述的下模内设有模腔，上模上设有与模腔相配套的冲头，冲头表面为平滑弧面，模腔和冲头的表面有经过离子渗氮处理而形成的离子渗氮层，离子渗氮层上有经过封闭磁场、非平衡磁控溅射离子镀制而成的离子镀层，离子镀层为磁控溅射镀TiAlN硬镀层。模具上增加离子渗氮层和离子镀层，模具耐高温、不易磨损，抗热疲劳能力增强，提高模具表面的强度和延长模具的使用寿命，降低了生产成本，满足工厂生产的需要。
Description
技术领域
本实用新型属于涂层技术领域，尤其是涉及一种能够在模具表面形成保护层，并有效提高模具表面力学性能的具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具。
背景技术
在模具表面镀制涂层，能够提高模具表面的硬度和光洁度，尤其是在航天、汽车等高技术领域，合格的模具涂层能够提升产品性能，提高产品的制造质量。
目前国内在模具表面镀制的涂层使用较多的是单层涂层，如公告号为：CN101166623B的中国实用新型专利提供的一种接触透镜形成模具，其包括两个半模，阴半模和阳半模，其中至少一个半模包含降低计量到所述模具中的透镜形成材料的可润湿性的涂层，从而阻碍所述透镜形成材料向所述模具中心的铺展，其中所述涂层由纳米材料的含氟无机缩聚物涂布溶液形成。该专利的涂层即为单层涂层，单层涂层提供的力学性能较差，随着生产水平的提高，加工生产对模具提出了更高的要求，单层涂层的强度及使用寿命无法满足生产需要。
实用新型内容
本实用新型主要是针对现有模具单层涂层所存在的强度低、使用寿命短的问题，提供一种强度高、使用寿命长的具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具，包括铝制的上模和下模，所述的下模内设有模腔，上模上设有与模腔相配套的冲头，冲头表面为平滑弧面，模腔和冲头的表面有经过离子渗氮处理而形成的离子渗氮层，离子渗氮层上有经过封闭磁场、非平衡磁控溅射离子镀制而成的离子镀层，离子镀层为磁控溅射镀TiAlN硬镀层。对模具进行离子渗氮处理形成离子渗氮层，离子渗氮层给镀层提供了一个良好的力学支撑作用，且离子渗氮层使表面压应力的分布更深，使得近表面区域在性能上具有了平滑梯度。氮化后的模具经过重新抛光，再进行磁控溅射镀TiAlN硬镀层。经过渗镀复合表面处理后的压铸模具经过测试后，比单纯的镀层试样表面裂纹密度大大降低，表面网状龟裂情况明显减轻，抗热疲劳能力大大提高。模具耐高温、不易磨损，抗热疲劳能力增强，提高模具表面的强度和延长模具的使用寿命，降低了生产成本，满足工厂生产的需要。
作为优选，所述的上模和下模均采用H13压铸模具钢制成。
作为优选，所述的离子渗氮层的厚度为100～180μm，离子镀层的厚度为离子渗氮层厚度的0.1～0.3倍。
作为优选，所述的离子渗氮层的硬度为1000-1100HV-300g。
作为优选，所述的离子镀层的硬度为2500-2600HK-25g。
因此，本实用新型的有益效果是：模具上增加离子渗氮层和离子镀层，模具耐高温、不易磨损，抗热疲劳能力增强，提高模具表面的强度和延长模具的使用寿命，降低了生产成本，满足工厂生产的需要。
附图说明
附图1是本实用新型中模具的一种结构示意图；
附图2是本实用新型中涂层的一种结构示意图。
图中所示：1-上模、2-下模、3-模腔、4-冲头、5-离子渗氮层、6-离子镀层。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
如说明书附图1所示，一种具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具，包括铝制的上模1和下模2，上模1和下模2均采用H13压铸模具钢制成，下模2内设有模腔3，上模1上设有与模腔3相配套的冲头4，冲头4表面为平滑弧面，如说明书附图2所示，模腔3和冲头4的表面有经过离子渗氮处理而形成的离子渗氮层5，离子渗氮层5上有经过封闭磁场、非平衡磁控溅射离子镀制而成的离子镀层6，离子镀层6为磁控溅射镀TiAlN硬镀层，离子渗氮层5的厚度为100～180μm，作为优选方案，选取为150μm，离子镀层6的厚度为离子渗氮层5厚度的0.1～0.3倍，作为优选方案，选取为0.1，离子渗氮层5的硬度为1000-1100HV-300g，离子镀层6的硬度为2500-2600HK-25g。
铝压铸模具渗镀复合表面处理工艺过程，具体如下：
a、先将H13铝压铸用模具热处理至硬度50-55HRC，然后进行离子渗氮处理；b、氮化温度500-520℃，气体采用1：4的N2/H2混合气体，气压230-260Pa，渗氮时间6-7h；氮化后模具表面层硬度为1000-1100HV-300g；渗层厚度约150μm，其中化合物层厚度约5-10μm；c、氮化后的模具经过重新抛光，再进行磁控溅射镀TiAlN硬镀层，采用封闭磁场非平衡磁控溅射离子镀设备制备TiAlN镀层，四个溅射靶中1、3靶为Ti靶，2、4靶为Al靶，被镀模具放置于三轴行星转动的支架上，溅射气体为纯度99.999%氩气，本底真空1.8×10-5torr，被镀工件施加脉冲偏压，镀膜时Ti靶电流为4A，Al靶电流为2A，镀膜时间为1小时，镀膜后薄膜硬度约2500-2600HK-25g。
对模具进行离子渗氮处理形成离子渗氮层，离子渗氮层给镀层提供了一个良好的力学支撑作用，且离子渗氮层使表面压应力的分布更深，使得近表面区域在性能上具有了平滑梯度。氮化后的模具经过重新抛光，再进行磁控溅射镀TiAlN硬镀层。经过渗镀复合表面处理后的压铸模具经过测试后，比单纯的镀层试样表面裂纹密度大大降低，表面网状龟裂情况明显减轻，抗热疲劳能力大大提高。模具耐高温、不易磨损，抗热疲劳能力增强，提高模具表面的强度和延长模具的使用寿命，降低了生产成本，满足工厂生产的需要。
应理解，该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具，包括铝制的上模（1）和下模（2），其特征在于，所述的下模（2）内设有模腔（3），上模（1）上设有与模腔（3）相配套的冲头（4），冲头（4）表面为平滑弧面，模腔（3）和冲头（4）的表面有经过离子渗氮处理而形成的离子渗氮层（5），离子渗氮层（5）上有经过封闭磁场、非平衡磁控溅射离子镀制而成的离子镀层（6），离子镀层（6）为磁控溅射镀TiAlN硬镀层。
2.根据权利要求1所述的一种具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具，其特征在于，所述的上模（1）和下模（2）均采用H13压铸模具钢制成。
3.根据权利要求2所述的一种具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具，其特征在于，所述的离子渗氮层（5）的厚度为100～180μm，离子镀层（6）的厚度为离子渗氮层（5）厚度的0.1～0.3倍。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具，其特征在于，所述的离子渗氮层（5）的硬度为1000-1100HV-300g。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种具有渗镀复合表面涂层的铝压铸模具，其特征在于，所述的离子镀层（6）的硬度为2500-2600HK-25g。
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|---|---|---|---|---|
| CN106637063A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-10 | 常州大学 | 一种提高h13热作模具热疲劳性离子渗氮表面改性方法 |
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