[发明专利]一种随形水冷注塑模具钢件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种随形水冷注塑模具钢件及其制备方法，涉及随形水冷注塑模具的激光加工及后续处理领域。具体而言，该制备方法包括将采用选区激光熔化技术实现增材制造加工得到的模具样品依次进行固溶处理、低温预时效处理以及离子渗氮处理，低温预时效的时效温度为150℃～350℃，时效时间为60～180min，离子渗氮处理时的温度为450～600℃，渗氮时间为3～10h，其利用低温预时效和离子氮化的协同热处理效应，在保持模具样品心部的强韧性的同时，提高样品表层离子渗氮速率，从而规避激光加工模具钢件渗层和基体的热处理缺陷，实现高品质随形水冷注塑模具钢件的制备。

技术领域

本发明涉及随形水冷注塑模具的激光加工及后续处理领域，具体而言，涉及一种随形水冷注塑模具钢件及其制备方法。

背景技术

通过在注塑模具中加入排气孔和冷却通道，可以有效提高制品的质量和生产率。20世纪90年代提出了随形冷却技术，水路依据制品外形变化，以实现均匀冷却，能显著减少冷却时间，改善注塑模具和制品的品质。

早期的随形水冷注塑模具中的冷却孔道主要是通过机加工来完成的，孔道形状和分布设计均受加工方法的限制，难以实现随形水冷模具的设计理念和潜力。

选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术是目前最具潜力的增材制造技术之一，其具有精度高、速度快、自由度高以及智能化的特点，可增强随形水冷模具中特殊孔道的设计和制造的自由度，在复杂空间结构的随形水冷模具快速成型制造领域具有极大的优势。目前，SLM技术制造随形水冷模具正在实现产业化。

传统制造成型的模具钢件通常会先进行峰值时效，再进行离子渗氮。但这一时效-渗氮工艺若照搬到选区激光熔化成型模具上会很容易引发热处理缺陷，如，成分偏析、表层强度偏低、开裂、表面气孔和烧蚀瘤等。虽然渗氮理论上可以为选区激光熔化技术成型模具提质延寿，但传统峰值时效-渗氮工艺直接应用到激光成型注塑模具钢件上性能很不理想，而目前关于激光熔化技术成型模具钢件渗氮的基础研究尚未见公开报道。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供了随形水冷注塑模具钢件的制备方法和随形水冷注塑模具钢件。

本发明是这样实现的：

第一方面，实施例提供一种随形水冷注塑模具钢件的制备方法，其包括将采用选区激光熔化技术实现增材制造加工得到的模具样品依次进行固溶处理、低温预时效处理以及离子渗氮处理；

低温预时效的时效温度为150℃～350℃，时效时间为60～180min；

在离子渗氮处理时，模具样品的基体温度为450～600℃，渗氮时间为3～10h。

第二方面，实施例提供一种随形水冷注塑模具钢件，其由如前述实施例的随形水冷注塑模具钢件的制备方法制得。

本发明具有以下有益效果：

本实施例提供一种随形水冷注塑模具钢件的制备方法，其包括将采用选区激光熔化技术实现增材制造加工得到的模具样品依次进行固溶处理、低温预时效处理以及离子渗氮处理，低温预时效的时效温度为150℃～350℃，时效时间为60～180min，离子渗氮处理时的温度为450～600℃，渗氮时间为3～10h，该制备方法利用低温预时效和离子氮化的协同热处理效应，在保持模具样品心部的强韧性的同时，提高样品表层离子渗氮速率，从而规避或减少激光加工模具钢件渗层和基体的热处理缺陷，实现高品质随形水冷注塑模具钢件的制备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。