[发明专利]在重载冲压模具上制备超耐磨复合涂层的方法

说明书

本发明公开了一种在重载冲压模具上制备超耐磨复合涂层的方法，包括以下步骤：清洁模具表面，通过激光器将熔覆粉末熔合并覆盖在模具的表面以形成激光熔覆层，对所得激光熔覆层进行电火花加工和研抛加工；将所得模具预热至550～650℃，并于1030～1050℃盐浴8～10小时，用于在激光熔覆层表面反应生成碳化钒以形成TD涂层。将所得模具在1030～1050℃淬火，淬火后于550℃高温回火两次即可，在模具的表面制备本发明超耐磨复合涂层可以显著地提升重载冲压模具寿命，在重载的情况下，相比于表面上单独制备TD涂层的模具，表面上制备有本发明超耐磨复合涂层的模具的寿命可以提高5倍以上。

技术领域

本发明属于表面加工及涂层技术领域，具体来说涉及一种在重载冲压模具上制备超耐磨复合涂层的方法。

背景技术

大载荷、高寿命、重载冷冲模具要求：芯部有高韧性、表层具有超硬、高耐磨性(硬度大于2000HV)。从经济性、适用性角度，目前国内重载模具采用Cr₁₂MoV钢上热扩散的方法(TD法)，可以得到硬度大于2000HV耐磨涂层，再经过1030～1050℃淬火，两次550℃回火工艺，使芯部的Cr₁₂MoV钢韧性也能保证，但该处理下的Cr₁₂MoV钢整体的硬度仅有55～59HRC，这造成模具在强摩擦、高载荷重载冲压下，模具基体无法有效的支撑TD超硬、高耐磨涂层，使得涂层脱落，造成模具失效，严重降低寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在重载冲压模具上制备超耐磨复合涂层的方法，该方法在保证整体的模具内部的韧性前提下，满足了模具对超硬、高强度、高耐磨性的要求，能够很大程度的提升重载模具的寿命。

为此，本发明的技术方案如下：

一种在重载冲压模具上制备超耐磨复合涂层的方法，包括以下步骤：

1)清洁模具表面，通过激光器将熔覆粉末熔合并覆盖在所述模具的表面以形成激光熔覆层，其中，所述模具的材质为Cr₁₂MoV，所述激光熔覆层的厚度为0.5～1.5mm，所述熔覆粉末包括：30～50wt％的碳化物粉末和余量的金属粉末，所述熔覆粉末中碳含量≥0.5wt％，所述金属粉末为铁基粉末、Cr₁₂Mo₁V₁粉末或镍基粉末；

在所述步骤1)中，清洁模具表面包括：去除所述模具表面的油脂和铁锈。

在所述步骤1)中，所述熔覆粉末的粒度为60～120目。

在所述步骤1)中，所述激光器的功率为3～5KW，所述激光器照射在熔覆粉末上的光斑直径为3.5～5mm，所述激光器的扫描(熔合)速度为300～500mm/min。

在所述步骤1)中，所述碳化物粉末为B₄C、WC、TiC或SiC。

2)对步骤1)所得激光熔覆层进行电火花加工和研抛加工，以使激光熔覆层表面的粗糙度值Rz小于0.1μm；

3)将步骤2)所得模具预热至550～650℃，并于1030～1050℃盐浴8～10小时，用于在所述激光熔覆层表面反应生成碳化钒以形成TD涂层；其中，所述盐浴的配方由78wt％的硼砂、8wt％的供钒剂、4wt％的还原剂和10wt％的活化剂组成，其中，所述供钒剂为V₂O₅，所述还原剂为铝粉，所述活化剂为NaF。

在所述步骤3)中，所述模具在盐浴时保持水平放置。

4)将步骤3)所得模具在1030～1050℃淬火，淬火后于550℃高温回火两次即可。

在上述技术方案中，在所述步骤4)后，抛光所述TD涂层的表面直至该TD涂层的表面光亮(粗糙度值Rz小于0.08μm)，以使TD涂层达到最佳的强韧性。