The invention relates to a preparation method for preparing AlCrCN coating on the surface of cold working die steel. The method is scientific and the preparation principle is clear. The method belongs to the technical field of material preparation. When ion plating is carried out at 500 C, the depositing temperature will not produce die deformation, which is beneficial to maintaining the accuracy of the die; the coating degree prepared is 3500 HV, which improves the surface hardness of the die, reduces the wear of the die, and ensures the quality of the workpiece processed. The diffusion layer is formed at the interface between the AlCrCN coating and the matrix, and the elements of the diffusion layer transit to gradient, so that the adhesion between the coating and the matrix is good. The amorphous C C bond is formed in the AlCrCN coating, which plays the role of self-lubrication and effectively reduces the friction coefficient. AlCrCN coating has the advantages of ultra-high hardness, low friction coefficient and anti-wear, which further improves the surface hardness of cold-working die, and the service life can be increased by 3_5 times.
【技术实现步骤摘要】
一种冷作模具钢表面制备AlCrCN涂层的方法
本专利技术属于材料制备
,涉及一种冷作模具钢表面制备AlCrCN涂层的方法,特指一种能提高抗磨损性能和延长使用寿命的冷作模具钢表面改性处理方法。
技术介绍
钢作为一种基础合金,凭借其低廉的价格和可靠的机械性能成为了世界上使用最广泛的金属。而模具钢作为模具行业最重要材料之一,具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和机械强度,被广泛用于注塑和钣金成型工业中。为满足模具的制造及使用要求,近年来已经研究和开发了许多等级的模具钢。但随着钢铁工业和模具工业的快速发展,对模具钢性能的要求变得越来越严苛,由于模具工作环境往往伴随着高温和高载的极端状况,单纯的开发新型模具钢已经不能满足生产需求。因此,考虑使用涂层技术对模具钢进行表面改性处理,达到提高模具磨损性能的目的。Cr12MoV钢具有较高的淬透性、硬度和韧性,主要用于制造截面较大、结构复杂和工作负荷较重的冷冲压模具。在淬火和低温回火后其硬度可达到50-52HRC,但在工作过程中时仍因发生严重的磨损而报废,磨损已成为冷作模具失效的主要形式之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对Cr12MoV钢在工作过程中时容易产生磨损而报废的原因,提出了一种冷作模具钢表面制备AlCrCN涂层的制备方法。通过在Cr12MoV冷作模具钢表面制备一层AlCrCN涂层,提高了模具表面硬度,有利于保持模具的精度,保证所加工的工件质量,可以有效地减小摩擦因数和模具的磨损量。本专利技术的技术方案是:一种冷作模具钢表面制备AlCrCN涂层的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)基体为Cr12MoV冷作模钢,经磨削 ...
【技术保护点】
1.一种冷作模具钢表面制备AlCrCN涂层的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)基体为Cr12MoV冷作模钢,经磨削和抛光后,表面粗糙度Ra为0.01μm,在酒精和丙酮溶液中分别超声清洗15min,去除油污后,经干燥后待用;(2)将试样放入图1中镀膜真空室,其真空度为10‑4Pa,加热至500℃,保温时间为30min,首先通入氩气,保持真空室内压力为1.0Pa,开启偏压电源,电压900V,占空比0.2,辉光放电清洗15min,偏压降低至500V,开启离子源离子清洗15min;(3)停止通入氩气,对镀膜真空室抽真空至0.5Pa后,通入氮气,流量为220mL/min,并通入氩气,控制氩气与氮气的流量比为1:2,向真空室内输入混合气体,保持真空室内气压为1.2Pa,Al和Cr靶通电,调整偏压为130V,电流180A,沉积50分钟后,在基体表面首先形成厚度为0.3μm的AlCrN涂层;(4)在真空室中通入甲烷气体,真空室中剩余的等离子体在氩气、氮气和甲烷混合的反应环境中沉积2小时后,在AlCrN涂层表面形成厚度为1μm的AlCrCN涂层。
【技术特征摘要】
1.一种冷作模具钢表面制备AlCrCN涂层的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)基体为Cr12MoV冷作模钢,经磨削和抛光后,表面粗糙度Ra为0.01μm,在酒精和丙酮溶液中分别超声清洗15min,去除油污后,经干燥后待用;(2)将试样放入图1中镀膜真空室,其真空度为10-4Pa,加热至500℃,保温时间为30min,首先通入氩气,保持真空室内压力为1.0Pa,开启偏压电源,电压900V,占空比0.2,辉光放电清洗15min,偏压降低至500V,开启离子源离子清洗15min;(3)停止通入氩气,对镀膜真空室抽真空至0.5Pa后,通入氮气,流量为220mL/min,并通入氩气,控制氩气与氮气的流量比为1:2,向真空室内输入混合气体,保持真空室内气压为1.2Pa,Al和Cr靶通电,调整偏压为130V,电流180A,沉积50分钟后,在基体表面首先形成厚度为0.3μm的AlCrN涂层;(4)在真空室中通入甲烷气体,真空室中剩余的等离子体在氩气、氮气和甲烷混合的反应环境中沉积2小时后,在AlCrN涂层表面形成厚度为1μm的AlCrCN涂层。2.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:孔维程,沈辉,金亦富,刘彻,高佳旭,景陶敬,王浩锦,王永,时荣光,关栋,
申请(专利权)人:扬州大学,扬州福克斯减震器有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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