[发明专利]一种拉伸预应力金属陶瓷压铸模具及其制备方法

说明书

本发明公开了一种拉伸预应力金属陶瓷压铸模具及其制备方法，属于涂层制备技术领域。包括模具基体和设置在其表面的具有拉伸预应力的金属陶瓷层；通过模具基体与所制备的金属陶瓷层间的热适配，使得金属陶瓷层在制备完成成后，陶瓷层有拉伸预应力，金属陶瓷层与模具基体间为冶金结合或机械结合。制备该拉伸预应力金属陶瓷包括以下步骤：a除去模具基体氧化膜，进行除油清洗。b选用喷涂法，气相沉积法，复合镀层法，高温自蔓延合成法或高温熔烧法中的一种制备有拉伸预应力金属陶瓷涂层。通过本发明的制造技术得到的涂层有效解决了模具的耐热疲劳性、耐磨性、抗热变形能不理想的情况并且提高了模具的模具寿命，提高工件质量、产量的技术问题。

技术领域

本发明属于涂层制备技术领域，具体涉及一种拉伸预应力金属陶瓷压铸模具及其制备方法。

背景技术

由于压铸模具在加工制造过程中模具表面局部温度高，出模时合金粘附在模具上无法带出，模具表面粘附了一层合金物，导致压铸的产品相应表面存在不光滑、粗糙而且凹凸不平的一种铸件表面缺陷，以往通过在模具型腔表面均匀的刷防粘蜡或渗氮得到渗氮层而提高抗粘附性能，防粘蜡不仅增加工序，同时影响产量也无法保证质量，由于氮化层容易脱落且自身脆性较大，结构不够致密以及渗层薄，在使用过程中容易失效，造成模具的寿命短，无法满足工业生产需求。

若对压铸模具进行表面处理，可提高模具的耐热疲劳性能，从而提高模具的质量和寿命。现有技术报道通常对压铸模具表面进行稀土表面强化，由于稀土元素具有提高渗速、强化表面及净化表面等多种功能，它对改善模具表面组织结构，表面物理、化学及力学性能均有极大地影响，可提高渗速、强化表面、生成稀土化合物，同时可消除分布在晶界上微量杂质的有害作用，起着强化和稳定模具型腔表面晶界的作用，从而使得模具的耐磨性，抗热疲劳性能显著提高，从而大幅度提高模具寿命。但是，由于稀土强化表面处理所得到的涂层本身脆性较大，结构不致密，且与模具基体的结合强度不理想，因此整体的涂层性能有待进一步提高。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种拉伸预应力金属陶瓷压铸模具及其制备方法，通过施加拉伸预应力制备模具基体表面的金属陶瓷涂层，能够解决现有压铸模具的耐热疲劳性、耐磨性、抗热变形能不理想的情况并且模具的模具寿命较短，从而影响工件质量、产量的技术问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种拉伸预应力金属陶瓷压铸模具，包括模具基体和设置在其表面的具有拉伸预应力的金属陶瓷层；其中：

所述金属陶瓷层由金属粘结相与颗粒尺寸为0.1～3μm的陶瓷颗粒复合而成，且金属陶瓷层中含有氧化物基、碳化物基、氮化物基、硼化物基和硅化物基中的一种或多种。

优选地，所述金属陶瓷层选用氧化铝、氧化锆、氧化镁、碳化钛、碳化硅、碳化钨、氮化钛、氮化硼、氮化硅，氮化钽、硼化钛、硼化钽、硼化钒、硼化铬、硼化锆、硼化钨、硼化钼、硼化铌、硼化铪、硅化锰、硅化铁、硅化钴、硅化镍、硅化钛、硅化锆、硅化铌、硅化钒、硅化钽、硅化钼、硅化钨和硅化钡中的一种或多种为基体的陶瓷层。

优选地，所述金属陶瓷层由Co和Ni为基体金属粘结相与SiC颗粒复合而成的金属陶瓷层；其中，Co的质量分数为20％～25％，B为0.05％～0.15％，其余为Ni；SiC占涂层总质量的40％～65％。

优选地，所述金属陶瓷层的厚度为0.01～0.13mm。

优选地，所述金属陶瓷层的拉伸预应力小于加热过程中的发生热膨胀应变应力的60％。

本发明还公开了上述拉伸预应力金属陶瓷压铸模具的制备方法，包括以下步骤：

1)清洁处理模具基体；