一种多材料复合压铸模具制造方法技术

本发明专利技术公开了一种多材料复合压铸模具制造方法，包括采用铜作为模具基体；采用电弧增材制造技术沉积Deloro 22镍基合金和18Ni300马氏体时效钢作为过渡层；采用电弧增材制造技术沉积4Cr5MoSiV1钢作为强化层。通过多材料复合实现具有高耐磨性、高韧性、高强度和高导热性的压铸模具的制造。性的压铸模具的制造。性的压铸模具的制造。

【技术实现步骤摘要】
一种多材料复合压铸模具制造方法


[0001]本专利技术提供的一种多材料复合压铸模具制造方法，属于增材制造


技术介绍

[0002]4Cr5MoSiV1钢因具有高淬透性，出色的耐磨性以及优异的韧性和抗疲劳性能而广泛应用于各种热作模具和冷作模具。对于压铸模具而言，由于熔融材料被迫进入模具，然后迅速凝固形成零件，因此模具的有效冷却对于缩短周期时间至关重要。此外，零件冷却不足会导致较长的循环时间，并引入热引起的缺陷，例如疲劳和变形。虽然4Cr5MoSiV1钢具有出色的力学性能，但它的导热系数低(28.6J/m K)，这在很大程度上阻碍了其冷却能力。铜和4Cr5MoSiV1钢组成双金属复合结构有望发挥两者的优势，提供良好的耐磨性、出色的韧性、高强度和高导热性。然而铜和铁是有限互溶的，在铜上直接沉积4Cr5MoSiV1钢容易造成开裂。而镍与铜可以形成固溶体，可以将含镍的材料作为过渡层。因此，有必要利用增材制造技术，通过多材料复合实现具有高耐磨性、高韧性、高强度和高导热性的压铸模具的制造。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于在保证压铸模具力学性能的基础上，提高其冷却能力。通过电弧增材制造技术，将多种材料复合，高效制造一种多材料复合压铸模具。
[0004]本专利技术具体步骤如下：
[0005]步骤1、采用退火态的T2铜块作为基体，机械加工至所需尺寸；
[0006]步骤2、采用电弧增材制造的方法在基体上沉积Deloro 22镍基合金过渡层；
[0007]步骤3、采用电弧增材制造的方法在Deloro 22过渡层上沉积18Ni300马氏体时效钢过渡层；
[0008]步骤4、采用电弧增材制造的方法在18Ni300过渡层上沉积4Cr5MoSiV1钢强化层。
[0009]步骤5、根据所需模具尺寸要求采用机械加工去除加工余量。
[0010]进一步地，步骤2中Deloro 22镍基合金过渡层厚度为10
‑
20mm，焊丝成分为：铬0
‑
1％，碳＜0.05％，硅2.5％，硼1.4％，铁＜0.1％，余量为镍，焊丝直径为1.6mm，电弧增材制造工艺参数为电流320A，电压34V，焊接速度10mm/s。
[0011]进一步地，步骤3中18Ni300马氏体时效钢过渡层厚度为5
‑
10mm，焊丝成分为：镍18
‑
19％，钼4.6
‑
5.2％，钴8.5
‑
9.5％，钛0.5
‑
0.8％，铝0.05
‑
0.15％，余量为铁，焊丝直径为1.6mm，电弧增材制造工艺参数为电流280A，电压32V，焊接速度14mm/s。
[0012]进一步地，步骤4中4Cr5MoSiV1钢强化层厚度为40
‑
50mm，焊丝成分为碳0.32
‑
0.45％，硅0.80
‑
1.20％，锰0.20
‑
0.50％，铬4.75
‑
5.50％，钼1.10
‑
1.75％，钒0.80
‑
1.20％，余量为铁，焊丝直径为1.6mm，电弧增材制造工艺参数为电流300A，电压32V，焊接速度8mm/s。
[0013]本专利技术具有如下有益效果：
[0014]在保证压铸模具较高的耐磨性、韧性和强度的同时，通过将4Cr5MoSiV1钢和铜组
成复合结构提高了模具的导热性，增强了冷却能力，减少生产周期，并减少了热引起的缺陷；同时采用镍含量95％以上的Deloro 22合金和镍含量18
‑
19％的马氏体时效钢作为过渡层，提高了复合结构的结合强度。
附图说明
[0015]图1本专利技术一个压铸模实施例结构示意图
[0016]图中：1
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基体；2
‑
Deloro 22镍基合金过渡层；3
‑
18Ni300马氏体时效钢过渡层；4
‑
4Cr5MoSiV1钢强化层
具体实施方式
[0017]下面详细描述本专利技术的实施例，本实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面结合具体实施例对本专利技术的一种多材料复合压铸模具制造方法作进一步详细地说明。
[0018]采用本专利技术的方法制造如图1所示的压铸模具，具体实施过程如下：
[0019](1)采用退火态的T2铜块作为基体，根据模具设计图纸进行机械加工，并按照最终模具尺寸去除表层80mm；
[0020](2)采用电弧增材制造的方法在基体上沉积Deloro 22镍基合金过渡层，Deloro 22镍基合金过渡层厚度约20mm，焊丝成分为：铬1％，碳0.02％，硅2.5％，硼1.4％，铁0.05％，余量为镍，焊丝直径为1.6mm，电弧增材制造工艺参数为电流320A，电压34V，焊接速度10mm/s；
[0021](3)采用电弧增材制造的方法在Deloro 22过渡层上沉积18Ni300马氏体时效钢过渡层，18Ni300马氏体时效钢过渡层厚度约为10mm，焊丝成分为：镍19％，钼5％，钴9％，钛0.6％，铝0.1％，余量为铁，焊丝直径为1.6mm，电弧增材制造工艺参数为电流280A，电压32V，焊接速度14mm/s；
[0022](4)采用电弧增材制造的方法在18Ni300过渡层上沉积4Cr5MoSiV1钢强化层，4Cr5MoSiV1钢强化层厚度约为50mm，焊丝成分为碳0.4％，硅1.20％，锰0.50％，铬5.50％，钼1.10％，钒1.20％，余量为铁，焊丝直径为1.6mm，电弧增材制造工艺参数为电流300A，电压32V，焊接速度8mm/s；
[0023](5)根据所需模具尺寸要求采用机械加工去除加工余量。
[0024]本专利技术在保证压铸模具较高的耐磨性、韧性和强度的同时，通过将4Cr5MoSiV1钢和铜组成复合结构提高了模具的导热性，增强了冷却能力，减少生产周期，并减少了热引起的缺陷；同时采用Deloro 22合金和18Ni300马氏体时效钢作为过渡层，提高了复合结构的结合强度。
[0025]以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，依据本专利技术的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多材料复合压铸模具制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、采用退火态的T2铜块作为基体，机械加工至所需尺寸；步骤2、采用电弧增材制造的方法在基体上沉积Deloro 22镍基合金过渡层；步骤3、采用电弧增材制造的方法在Deloro 22过渡层上沉积18Ni300马氏体时效钢过渡层；步骤4、采用电弧增材制造的方法在18Ni300过渡层上沉积4Cr5MoSiV1钢强化层。步骤5、根据所需模具尺寸要求采用机械加工去除加工余量。2.根据权利要求1所述的一种多材料复合压铸模具制造方法，其特征在于：步骤2中Deloro 22镍基合金过渡层厚度为10
‑
20mm，焊丝成分为：铬0
‑
1％，碳＜0.05％，硅2.5％，硼1.4％，铁＜0.1％，余量为镍，焊丝直径为1.6mm，电弧增材制造工艺参数为电流320A，电压34V，焊接速度10mm/s。3.根据权利要求1所述的一种多材料复合压铸模具制造方法，其特征在于：步骤3中18Ni300马氏体时效钢过渡层厚度为5
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨云龙，杜心伟，王猛，郭凯，魏艳红，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：