[发明专利]用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具及其制备方法

权利要求书

1.一种用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具，其特征在于，包括依次设置的基体、支撑层、强化隔热层以及自润滑层，其中，

所述基体采用热作模具钢制成；

所述支撑层为奥氏体耐热钢制成，所述支撑层堆焊在基体之上；

所述强化隔热层采用碳化钨或碳化铬粉末和自熔合金粉末混合制备的金属基陶瓷材料制成，所述强化隔热层利用粉末等离子喷焊技术喷焊在支撑层之上；

所述自润滑层的材料为润滑相、粘接相以及硬质相的混合物，所述自润滑层以粉末冶金烧结的方法在强化隔热层上形成覆层。

2.如权利要求1所述的用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具，其特征在于，所述热作模具钢为H10钢、H11钢或H13钢。

3.如权利要求1所述的用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具，其特征在于，所述奥氏体耐热钢为0Cr23Ni13或0Cr25Ni20。

4.如权利要求1所述的用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具，其特征在于，所述强化隔热层中碳化钨或碳化铬粉末的质量分数为15-40%，自熔合金粉末的质量分数为60-85%。

5.如权利要求1所述的用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具，其特征在于，所述润滑相为Ag₂MoO₄，所述粘接相为镍基合金，硬质相为Cr₂O₃。

6.如权利要求1所述的用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具，其特征在于，所述自熔合金粉末为镍基或铁基自熔合金粉末。

7.如权利要求1所述的用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具，其特征在于，所述自润滑层中，润滑相的质量分数为10%-20%，粘接相的质量分数为60%-70%，硬质相的质量分数为10%-30%。

8.如权利要求1所述的用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具，其特征在于，所述支撑层厚度为4-12mm，所述强化隔热层厚度为4-8mm，所述自润滑层厚度为2-4mm。

9.一种基于权利要求1所述的用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据具体的冲压件，按照现有技术设计出热冲压工艺与模具图；

利用有限元软件对高强钢板热冲压成形过程进行热力耦合有限元分析，获取热冲压模具的温度场和热应力场的分布情况；

根据热冲压模具的温度场和热应力场的分布情况及热冲压过程中的润滑工艺的需要，将其热冲压模具分为基体、支撑层、强化隔热层和自润滑层四部分，并确定每个部分的厚度；

根据确定出的每个部分的厚度加工热冲压模具。

10.如权利要求9所述的用于高强钢板热冲压的自润滑异质材料模具的制备方法，其特征在于，所述根据确定出的每个部分的厚度加工热冲压模具的步骤具体包括：

制造凸模的基体并进行热处理；

在基体表面堆焊形成支撑层；

采用粉末等离子喷焊的方法在支撑层表面喷焊形成强化隔热层；

在强化隔热层表面采用粉末冶金的方法，烧结制成自润滑层以获得模具毛坯；

对模具毛坯进行打磨以满足粗糙度要求。