料喷涂时间、提高了 20%的生产效 率；改善了铝活塞铸件表面质量、提高了铝活塞铸件的尺寸一致性；改善了现场的工作环 境。
【具体实施方式】
[0027] 以下通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规的方法和条件进行选 择。
[0028] 实施例1 :
[0029] 将已完成清洗、喷砂操作的WD615E2-3A产品金属型铝活塞重力铸造模具基体保 护好非喷涂区域、放置在热喷涂设备的旋转工作台上进行预热，预热温度控制在预热至 100°C。首先采用超音速火焰喷涂采用Co:58. 9%;Cr:30%;W:5%;C:1. 5%;Ni:1. 7% ; Fe:1. 7%;Si:1. 2%的耐熔融铝液腐蚀合金材料组成的粘结底层，粘结底层的厚度控制在 15ym，喷涂过程中高速火焰温度不得高于700°C。然后等离子喷涂，采用加有10%Y203的 21~02复合陶瓷，涂层厚度控制在90-100ym，整个过程中的喷涂路径控制采用机器人预先编 制的路径和金属型模具成型部位型面一致。
[0030] 检验热喷涂完成的金属型铝活塞模具表面长效涂层应达到以下要求：其特征在于 长效涂层和模具表面的结合强度：7030Psi(ASTMC633)，长效涂层的厚度：110ym;长效涂 层的孔隙率：合金层为0. 89% ;陶瓷层为4. 6%(ASTME2109);长效涂层的粗糙度：RalO。
[0031] 实施例2:
[0032] 将已完成清洗、喷砂操作的WD615E2-3A产品金属型铝活塞重力铸造模具基体保 护好非喷涂区域、放置在热喷涂设备的旋转工作台上进行预热，预热温度控制在预热至 120°C。首先采用超音速火焰喷涂采用Co:63.8%;Cr:28% ;W:4% ;C:1%;Ni:1.2% ; Fe:1. 2%;Si:0. 8%的耐熔融铝液腐蚀合金材料组成的粘结底层，粘结底层的厚度控制在 20ym，喷涂过程中高速火焰温度不得高于700°C。然后等离子喷涂，采用加有8%Y203的 21〇2复合陶瓷，涂层厚度控制在120-130ym，整个过程中的喷涂路径控制采用机器人预先 编制的路径和金属型模具成型部位型面一致。
[0033] 检验热喷涂完成的金属型铝活塞模具表面长效涂层应达到以下要求：其特征在于 长效涂层和模具表面的结合强度：7051Psi(ASTMC633)，长效涂层的厚度：145ym;长效涂 层的孔隙率：合金层为0. 75% ;陶瓷层为3. 5%(ASTME2109);长效涂层的粗糙度：RalO。
[0034] 实施例3 :
[0035] 将已完成清洗、喷砂操作的WD615E2-3A产品金属型铝活塞重力铸造模具基体保 护好非喷涂区域、放置在热喷涂设备的旋转工作台上进行预热，预热温度控制在预热至 110°C。首先采用超音速火焰喷涂采用Co:61. 25%;Cr:29%;W:4. 5%;C:1. 25%;Ni:1. 5%; Fe:1. 5%;Si:1. 0%的耐熔融铝液腐蚀合金材料组成的粘结底层，粘结底层的厚度控制在 18ym喷涂过程中高速火焰温度不得高于700°C。然后等离子喷涂，采用加有9%Y203的 21~02复合陶瓷，涂层厚度控制在110-120ym，整个过程中的喷涂路径控制采用机器人预先 编制的路径和金属型模具成型部位型面一致。
[0036] 检验热喷涂完成的金属型铝活塞模具表面长效涂层应达到以下要求：其特征在于 长效涂层和模具表面的结合强度：为7046i(ASTMC633)，长效涂层的厚度：135ym;长效涂 层的孔隙率：合金层为0. 85% ;陶瓷层0. 48%(ASTME2109);长效涂层的粗糙度：RalO。
[0037] 以上3个实例制备的模具用于实际生产，获得的毛坯均符合Q/BG质139-2012《活 塞非加工面毛坯外观标准》的要求
[0038] 实施例4
[0039] 以生产WD615E2-3A产品的模具为例分别统计采用传统涂料和喷涂长效涂层的两 套模具使用过程数据比较：
[0040]
【主权项】
1. 一种铝活塞金属型重力铸造模具表面长效涂层，由金属粘结底层和复合陶瓷表层组 成，其特征在于，所述粘结底层涂覆在模具之上，所述复合陶瓷表层覆于所述粘结底层上， 所述粘结底层为Co合金材料，所述Co合金材料由下列重量百分比的金属材料组成：Cr : 28-30% ;W :4-5% ;C :1-1. 5% ;Ni :1· 2-1. 7% ;Fe :1· 2-1. 7% ;Si :0· 8-1. 2%，其余为 Co ; 所述复合陶瓷表层为21〇2复合陶瓷，所述ZrO2复合陶瓷含有重量百分比为8-10%的Y 203。
2. 权利要求1所述的长效涂层，其特征在于，所述粘结底层的厚度控制在15 - 20 μ m。
3. 权利要求2所述的长效涂层，其特征在于，所述复合陶瓷表层厚度控制在 90-130 μ m〇
4. 权利要求1-3任一所述的长效涂层，其特征在于，所述长效涂层和模具表面的结合 强度：>7000Psi，所述长效涂层的厚度 ：100ym?150μπι;所述长效涂层的孔隙率：合金层 〈1% ;陶瓷层〈5% ;所述长效涂层的粗糙度：RalO。
5. 权利要求1-3任一所述的长效涂层，其特征在于，金属型铝活塞模具表面未经氮化 处理，模具硬度控制在HRC30-40。
6. 权利要求1-3任一所述的长效涂层，其特征在于，采用超音速火焰喷涂HV0F/HVAF+ 等离子喷涂系统。
7. 权利要求1-3任一所述的长效涂层，其特征在于，喷涂后的金属型铝活塞模具涂层 可用电解法清除旧涂层，并多次反复喷涂。
8. -种铝活塞金属型重力铸造模具表面长效涂层的制作方法，其特征在于，包括下列 步骤： a) 将已完成清洗、喷砂操作的金属型铝活塞重力铸造模具基体放置在热喷涂设备的旋 转工作台上进行预热，预热温度控制在100-120°C ; b) 使用超音速火焰喷涂方法，在金属型铝活塞重力铸造模具基体上喷涂形成粘结底 层，粘结底层选用的材料为(：〇加有(>31、1、附、？6、51的耐熔融铝液腐蚀合金 ； c) 使用采用等离子喷涂方法，在粘结底层上喷涂形成一层复合陶瓷表层，复合陶瓷表 层采用ZrO2加有Y 203复合陶瓷材料。
9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，b)步骤中所述喷涂过程中高速火焰 温度彡700 °C。
10. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，c)步骤中所述复合陶瓷表层度控制 在 100 μ m_150 μ m。
【专利摘要】本发明涉及一种铝活塞金属型重力铸造模具表面长效涂层及制备方法。其特征在于涂层耐高温、抗氧化、有较高的绝热性，可改变铝液流动性提高充型能力并可长时间反复使用。达到改善铝活塞铸件表面质量、提高铸件尺寸一致性、延长模具寿命、提高生产效率、改善现场工作环境的目的。
【IPC分类】C23C4-12, C23C4-06, B22C3-00, C23C4-10
【公开号】CN104550678
【申请号】CN201410816142
【发明人】牟俊东, 朱宝新, 刘国庆, 梁涛
【申请人】山东滨州渤海活塞股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月23日