本发明专利技术涉及一种具有硬膜结构的锌合金模具的制备方法，其包括以下步骤：提供一种锌合金模具作为基底，对基底待处理的表面进行前处理；施加一层中间过渡层，所述的中间层为ZnCrAlY涂层；施加硬膜结构的涂层，所述的硬膜结构的涂层包含SiC、Si3N4和Mo。采用本申请所述结构的模具，可增加模具的使用寿命及其使用性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锌合金模具的制备方法，更具体的说，涉及。
技术介绍
模具广泛应用于冲压成型加工。对于冲压成型的模具一般需要具有以下性能(1)高温环境下，具有很好的钢性、耐机械冲击强度及高的硬度。(2)在反复以及快速加热冷却的热冲击下，模具不产生裂纹或变形。(3)高温条件下，模具成型表面与成型金属不发生化学反应。(4)模具在高温条件下不会发生高温氧化现象。(5)加工性能好，易加工成高精度以及高表面光洁度的表面。传统的用于浇注高熔点金属或玻璃等物质的模具大多采用不锈钢或者镍基耐热合金钢作为模具材料，但是这种模具容易发生高温氧化，在反复的热循环作用下，材料的内部晶相结构发生改变，并且表面质量也变差，从而容易导致模具失效。传统模具用制造模具用锌合金材料主要成分是锌、铝、铜、镁，Zn-Al-Cu-Mg系合金是现有技术中性能最好和实际使用最多的制造模具用锌合金，在Si-Al-Cu-Mg合金中通过添加某些微量元素可以提高其性能。作为现有的锌合金模具仍存在如下问题1、力学性能仍未达到模具制造要求，强度比钢模低得多，且合金的硬度和耐磨性较差，在较大的冲裁力或型腔注射压力和锁模力作用下容易损坏；合金的硬度和耐磨性较差，模具的使用寿命短，只能达到上千件的生产数量；2、锌合金软化温度低，尺寸不稳定。锌合金熔点低，在200°C以上工作时，强度、 硬度降低，在大的冲裁力或高的注射压力作用下，模具型腔容易产生热变形，影响制件的精度，而且磨损量加大。为了解决上述问题，本申请的申请人在锌合金模具表面喷涂了硬膜结构的涂层， 从而在锌合金表面上在其表面形成耐磨、耐高温的硬膜涂层的复合结构模具。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法可以用来可提高锌合金模具的硬度和耐高温性能，将锌合金模具的使用寿命从一千次左右提高到数千次，甚至可达万次以上，显著延长了锌合金模具的使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术首先提供了，其包括以下步骤(1)提供一种锌合金模具作为基底，对基底待处理的表面进行前处理；(2)施加一层中间过渡层，所述的中间层为SiCrAlY涂层；(3)施加具有硬膜结构，所述的硬膜结构涂层包含SiC、Si3N4和Mo。其中，在步骤(1)中所述的前处理步骤包括去除基底表面的油污和氧化层的步骤，其可以使用现有技术中公知的前处理工艺，例如使用碱洗、酸洗等。其中，在步骤( 中可以使用涂刷或者喷涂的方法形成SiCrAlY涂层，然后在保护气氛下退火形成中间过渡层。所述的喷涂方法可以选自火焰喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂、冷喷涂等方法；所述的SiCrAlY涂层中，Si的质量分数为35-45. 5wt%, Cr的质量分数为36-48wt%，Al的质量分数为2. 5-8. 5wt%和余量的Y。其中所述的保护气氛退火是指真空退火或惰性气体退火或者还原气氛退火，所述的保护性气体可以选自由 N2, Ar、H2或者它们的任意组合所组成的组中。中间层的厚度为10um-50um，优选其厚度为 10um_20umo其中，在步骤(3)中，硬膜结构的表面涂层通过喷涂含SiC、Si3N4和Mo的粉末形成，其中所述的粉末中，含SiC :35-48wt%,含Si3N4 18-36wt%,余量为Mo。喷涂时，其工艺参数为工作电压20-40V ；喷涂距离为100-200mm ；空气压力为0. 5-0. 9MPa。硬膜结构的厚度为lmm-5mm,优选其厚度为lmm-3mm0使用中间层可以防止基底层在高温浇铸过程发生高温氧化现象，另外也加强了基底与涂层之间的粘结强度，并且防止了内部的金属层经过扩散作用，其中的金属原子扩散至表面的硬膜结构中。通过本专利技术的方法制备的锌合金模具，具有SiCrAlY中间层和含有SiC、Si3N4和 Mo硬膜结构的涂层，由于基底与涂层之间彼此相邻设置且原子结构大致相近，因此，相邻的涂层不会因为原子缺陷等问题，产生内应力并造成涂层之间粘结性差的问题，通过本专利技术的涂层结构设计，中间层可以增加含有Mo的SiC与Si3N4的硬膜结构与基底之间的锌合金模具之间的粘结力。因此，采用本申请所述结构的模具，可增加模具的使用寿命及其使用性能。具体实施例方式以下将通过具体实施例对本专利技术的技术方案做出进一步的说明。申请人需要强调的是，以下实施例仅仅是为了详细说明专利技术的内容的需要，而不能认为是对本专利技术的限制。 本专利技术要求保护的范围，以权利要求书所限定的技术方案为准。实施例1步骤1提供一种锌合金模具作为基底，所述的锌合金模具使用的是一种锌合金，其组成和含量为A1 :8wt%,Cu :2wt%,Mn :2. 5wt%，余量为Si。首先使用常规碱洗的手段去除基底表面的油污，然后使用酸液蚀刻掉基底表面的氧化物，露出新鲜的基底合金层。步骤2涂刷由Su Cr、Al、Y粉末组成的金属粉末涂料，然后在真空气氛下，于500度退火 0.证形成SiCrAlY涂层；所述的SiCrAlY涂层中，Si的质量分数为35Wt%，Cr的质量分数为38Wt%，Al的质量分数为3. 5wt%和余量的Y。中间层的厚度为10um。步骤3硬膜结构的表面涂层通过喷涂含碳化硅、氮化硅以及硼的粉末形成，其中所述的粉末中，含SiC :35wt%，含Si3N4 :36wt%，余量为Mo。喷涂时，其工艺参数为工作电压 30V ；喷涂距离为150mm ；空气压力为0. 8MPa。硬膜结构的厚度为2mm。实施例2步骤1提供一种锌合金模具作为基底，所述的锌合金模具使用的是一种锌合金，其组成和含量为A1 :10wt%, Cu :3. 5wt%,Mn :2. 8wt%，余量为Si。首先使用常规碱洗的手段去除基底表面的油污，然后使用酸液蚀刻掉基底表面的氧化物，露出新鲜的基底合金层。步骤2涂刷由Zn、Cr、Al、Y粉末组成的金属粉末涂料，然后在真空气氛下，于500度退火 0.证形成SiCrAlY涂层；所述的SiCrAlY涂层中，Si的质量分数为38wt%，Cr的质量分数为45Wt%，Al的质量分数为8. 5wt%和余量的Y。中间层的厚度为15um。步骤3硬膜结构的表面涂层通过喷涂含SiC、Si3N4以及硼的粉末形成，其中所述的粉末中，含SiC :45wt%,含Si3N4 :35wt%,余量为Mo。喷涂时，其工艺参数为工作电压30V ；喷涂距离为180mm ；空气压力为0. 7MPa。硬膜结构的厚度为3mm。实施例3步骤1提供一种锌合金模具作为基底，所述的锌合金模具使用的是一种锌合金，其组成和含量为A1 :13wt%, Cu :3. 2wt%,Mn :2. 9wt%，余量为Si。首先使用常规碱洗的手段去除基底表面的油污，然后使用酸液蚀刻掉基底表面的氧化物，露出新鲜的基底合金层。步骤2涂刷由Su Cr、Al、Y粉末组成的金属粉末涂料，然后在真空气氛下，于550度退火 0.证形成SiCrAlY涂层；所述的SiCrAlY涂层中，Si的质量分数为39wt%，Cr的质量分数为46Wt%，Al的质量分数为7. 5wt%和余量的Y。中间层的厚度为10um。步骤3硬膜结构的表面涂层通过喷涂含SiC、Si3N4以及硼的粉末形成，其中所述的粉末中，含SiC :48wt%,含Si3N4 :32wt%,余量为Mo。喷涂时，其工艺参数为工作电压30V ；喷涂距离为本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种具有硬膜结构的锌合金模具的制备方法，其包括以下步骤：（１）提供一种锌合金模具作为基底，对基底待处理的表面进行前处理；（２）施加一层中间过渡层，所述的中间层为ＺｎＣｒＡｌＹ涂层；（３）施加具有自润滑功能的表面涂层，所述的硬膜结构的表面涂层包含ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４和Ｍｏ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑霞，
申请(专利权)人：昆山市瑞捷精密模具有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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