一种热作模具表面多元合金电子束合金化的方法与流程

文档序号:15653213发布日期:2018-10-12 23:28阅读:225来源:国知局

本发明属于材料表面处理和强化技术领域,具体涉及电子束合金化涂料、制备方法及表面的合金化方法。



背景技术:

热作模具在工作时承受着很大的变应力和冲击力,工件成型温度往往在1000℃以上,模腔和高温金属接触,还要经受高温氧化、烧损以及在强烈水冷却条件下经受反复地加热和冷却变化引起的热冲击作用,其使用条件极其恶劣,并且需要承受高应力、热冲击、热磨损以及腐蚀等作用,所以模具寿命很低。为了满足热作模具的使用要求,热作模具钢应具备下列基本特性:(1)较高的高温强度和良好的韧性。热作模具,尤其是热锻模,工作时承受很大的冲击力,而且冲击频率很高,如果模具没有高的强度和良好的韧性,就容易开裂;(2)良好的耐磨性能,由于热作模具工作时除受到毛坯变形时产生摩擦磨损之外,还受到高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨,所以需要热作模具钢有较高的硬度和抗黏附性;(3)高的热稳定性。热稳定性是指钢材在高温下可长时间保持其常温力学性能的能力。热作模具工作时,接触的是炽热的金属,甚至是液态金属,所以模具表面温度很高,一般为400~700℃。这就要求热作模具钢在高温下不发生热化,具有高的热稳定性,否则模具就会发生塑性变形,造成堆塌而失效;(4)优良的耐热疲劳性,热作模具的工作特点是反复受热受冷,模具一时受热膨胀,一时又冷却收缩,形成很大的热应力,而且这种热应力是方向相反,交替产生的。在反复热应力作用下,模具表面会形成网状裂纹(龟裂),这种现象称为热疲劳,模具因热疲劳而过早地断裂,是热作模具失效的主要原因之一。所以热作模具钢必须要有良好的热疲劳性;(5)高淬透性。热作模具一般尺寸比较大,热锻模尤其是这样,为了使整个模具截面的力学性能均匀,这就要求热作模具钢有高的淬透性能;(6)良好的导热性。为了使模具不致积热过多,导致力学性能下降,要尽可能降低模面温度,减小模具内部的温差,这就要求热作模具钢要有良好的导热件能;(7)良好的成形加工工艺性能,以满足加工成形的需要。

为了提高模具寿命和满足上述要求,目前采用的主要方法是表面强化。常规方法有淬火、渗碳、渗氮等,但这些方法的效果非常有限,因为热模具工作在高温环境,传统的淬火在高温环境下又进入了退火状态。另外,对于渗碳这种工艺来说,渗入过多的碳会使热作模具的韧性降低。

使用电子束合金化的方法,可以在热作模具钢的表面与基体有很好的冶金结合的合金化层,且在合适的参数下获得耐磨、耐高温、耐冲击的热作模具合金化层,使热作模具的寿命大大提高。市面上的热作模具钢的型号和成分较多,但是用于模具电子束合金化的合金粉末却很少,例如,南宫市锐腾合金材料有限公司和清河县亿森焊接材料有限公司在生产的合金粉末更适用于气雾喷涂,其原因是电子束合金化的特殊性,尤其是需要考虑其抗高温磨损、与基体的合理过渡即适合于电子束合金化特殊要求等,常规的合金成分配比用在电子束合金化中或者有气孔、夹杂、裂纹等缺陷,或者使用性能不能满足要求。

为解决上述问题,制备一种可适用于电子束合金化的合金涂料,研发人员做了许多尝试。

例如,中国专利申请201710154506.1中公开了合金涂料及其制备方法和模具表面的合金化工艺,该申请公开的合金涂料包括以下重量份的原料:sio220-30份,al2o320-25份,nb20-25份,mo20-25份,hf20-25份,al20-25份,si20-25份,be20-25份,膨润土15-25份,虫胶6-10份,无水乙醇300-400份。其制备的合金涂料可以明显改进合金成分出现气孔,夹杂,裂纹等缺陷的产生,但是对合金涂料的耐热疲劳性和抗流挂性能并没有任何描述。

又例如,中国专利申请201710120483.2中也公开了一种合金化涂料、制备方法与模具电子束合成方法,该申请公开的合金涂料包括以下重量份的原料:sio220-30份,sic20-25份,nb20-25份,w20-25份,hf20-25份,al20-25份,si20-25份,be20-25份,膨润土15-25份,虫胶6-10份,无水乙醇300-400份。该申请制备的合金涂料可以用于电子束合金化,并且可以明显改进粘钢问题的产生,但是该合金涂料对涂料的流平性并没有涉及。

再例如,《特殊钢(specialsteel)》第26卷第1期″h13热作模具钢的表面热处理″第36页提到了高能束表面合金化,采用电子束辐照处理技术,在真空条件下对模具表面进行15次的轰击处理。铝在微秒级脉宽电子束作用下瞬间加热到高温,熔入基体表面,实现表面的铝合金化,同时脉冲电子束在基体表面还会产生冲击波及冲击振动效应,使表面形成压应力。这样复合处理后,在模具表面产生约10μm左右的致密氧化膜,可以有效改善模具表面的抗氧化性能、热疲劳抗力和耐热性,但是对涂料的组成并没有用涉及,故无法得知何种合金以何种配比组合可以增强涂料的性能。

所以制备一种既能很好的改善合金成分出现气孔,夹杂,裂纹等缺陷,又能使制备的合金具有良好耐热疲劳性、抗流挂性能和流平性的合金涂料十分必要。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明提供一种电子束合金涂料,以解决现有电子束合金涂料的不足,本发明的目的是制备一种电子束合金涂料,使该涂料与热作模具钢之间有很好的结合力,长时间使用不脱落,并且使制备的涂层具有很高的耐候性、耐盐雾腐蚀性能和抗划伤力,并提供了其制备方法,同时提供了利用该电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化的方法,以解决现有技术进行表面处理的热作模具使用寿命短的问题。

为了实现上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:

一种电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio215-35份,mos28-18份,si3n412-25份,in18-30份,mo10-20份,cu18-30份,ni18-30份,b3-12份,be18-30份,膨润土12-30份,市售虫胶5-10份,无水乙醇250-450份。

优选地,上述电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio218-32份,mos210-15份,si3n415-20份,in20-30份,mo12-18份,cu20-30份,ni20-30份,b5-10份,be20-30份,膨润土15-28份,市售虫胶6-8份,无水乙醇280-420份。

再优选地,上述电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio220-30份,mos212-14份,si3n416-19份,in22-24份,mo12-15份,cu22-24份,ni22-24份,b6-9份,be22-24份,膨润土17-22份,市售虫胶7-9份,无水乙醇320-380份。

进一步优选地,上述电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio222-28份,mos213-14份,si3n417-18份,in23-24份,mo14-15份,cu23-24份,ni22-23份,b7-8份,be22-23份,膨润土18-20份,市售虫胶8-9份,无水乙醇350-360份。

本发明中使用sio2作为分散剂,在粉末涂料体系中由于sio2粒径较小因此具有高表面能,他们可以吸附在涂料粉体的表面,并在粉体表面形成一个表层,可以有效提高粉料的分散性,明显缩短了分散时间,提高了生产效率。

si3n4是一种高温陶瓷材料,硬度大、熔点高、化学性质稳定,本发明中使用si3n4作为陶瓷相,提高涂层硬度和抗划伤性能。

本发明中还加入了一定量的mos2,由于mos2被誉为″高级固体润滑油王″,具有很好的分散性,使产品不产生粘结现象,并且mos2具有很强的贴附力,具有很好的防氧化性能。但是本发明在实施过程中加入一定量mos2,并控制mos2和si3n4的质量比例为1:1.5-2,两者相互作用可以提高涂层的热稳定性、导热性和韧性,即使长时间经受反复地加热和冷却变化也不会出现裂纹,增加了模具的使用寿命。

本发明使用in,mo,cu,ni,b和be一起制备成合金粉末,与陶瓷相si3n4有良好的相容性,并且与mos2具有很好的相容性,在电子束轰击过程中不仅可以增加涂层与热作模具钢之间的结合力,长期使用不鼓包;本发明中通过控制si3n4与金属或非金属粉末的质量比为si3n4:in:mo:cu:ni:be:b=12-25:10-30:10-20:10-30:10-30:10-30:3-12可有效增强涂层的耐热疲劳性、耐磨性和光洁性,增加了模具的使用年限。

其中,上述sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土均为粉状,且粒度为1-4微米。

一种制备上述合金涂料的方法,所述方法包括以下步骤:

(1)首先将sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土分别进行破碎、粉碎处理,分别得到粒径为1-4微米的粉末,然后将sio2、mos2和膨润土粉末混合均匀得到混合物a,将si3n4、in、mo、cu、ni、si和be粉末混合均匀的混合物b,备用;

(2)将少量无水乙醇将虫胶溶解,得到虫胶的乙醇溶液,平均分成两份,备用;

(3)将步骤(1)中得到的混合物a加入到步骤(2)得到的一份虫胶乙醇溶液得到混合物c,然后将混合物c在30-40℃条件下保温30-60分钟后降至室温;将步骤(1)中得到的混合物b加入到步骤(2)得到的另一份虫胶乙醇溶液得到混合物d在50-60℃条件下保温10-20分钟后降至室温,然后将室温条件下的混合物c和混合物d混合,得到混合物e;

(4)将混合物e和剩余的无水乙醇混合,加入搅拌机中搅拌均匀,即得到合金化涂料。

一种模具电子束合金化方法,该方法是将模具置于上述合金化涂料中一定时间,然后取出模具,并在保护气气氛中用脉冲电子束设备对模具的表面进行电子束轰击处理,使模具表面形成合金化涂层,即完成模具表面的电子束合金化。具体包括以下步骤:

(1)先将合金涂料加入大于模具的容器中;

(2)先将模具加热到60-120℃,然后将模具浸没于合金化涂料中1-5s,然后取出模具静置至恒重,得到表面粘结有涂层的模具;

(3)将步骤(1)中得到的表面粘结有涂层的模具置于真空室中,然后通入惰性气体作为保护气,用脉冲电子束设备对模具表面进行电子束轰击处理,即完成模具表面的电子束合金化。

上述步骤(3)中所述的真空室,其真空度为4×10-3-8×10-3pa;

上述步骤(3)中脉冲电子束设备的参数为:能量密度5-10j/cm2,脉冲宽度8-12μm,脉冲次数100-200次。

上述步骤(3)中所述的模具为热作模具,所述的保护气为氩气、氦气、氖气或氮气。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

(1)本发明在原料中加入了mos2,mos2具有很强的贴附力,所以具有很好的防氧化性能,但是本发明在实施过程中发现mo和mos2混合使用可以相互作用提高涂层的热稳定性、导热性和韧性,即使长时间经受反复的加热和冷却变化也不会出现裂纹,增加了模具的使用寿命。

(2)本发明使用in,mo,cu,ni、be和b一起制备成合金粉末,并控制合金粉末与陶瓷相si3n4的质量比,可以提高涂层与模具之间的结合力,非金属元素b的加入可以明显提高涂层的的耐热疲劳性、耐磨性和抗冲击能力。

(3)本发明在制备过程中根据原料种类的不同分别进行不同温度条件下的保温处理,使制备的涂料具有良好的抗流挂性能,制备得到的涂料不会因为重力的影响,在湿膜未干燥前出现向下流坠而形成上部变薄,下部变厚的情况。

(4)本发明中公开了各种原料的具体组分,并严格控制各组分的其重量份数,是最终制备的涂料具有良好的流平性能,本发明中所使用的合金为in,mo,cu,ni,b和be几种物质的合金粉末,在制备过程中合金粉末相互作用使涂料的重力、表面张力和剪切力得到了平衡,从而使涂料具有很好的流平性,使合金化处理的模具表面光洁度好,摩擦系数低。

(5)由于本发明在制备涂料过程中对涂料进行了保温处理,所以得到的涂料具有很好粘结性,所以在电子束轰击处理时,脉冲次数可以明显减少,脉冲次数可降到现有水平的一半以下,可以明显较少了能量消耗,进而保护了环境。

(6)使用本发明中公开的脉冲电子束表面处理参数,可以使电子束合金涂料用于热作模具上,可以使涂料更好的贴附于模具表面,长期使用不脱落,不鼓包。

具体实施方式

以下实施例中所提到的膨润土购自上海跃江钛白化工制品有限公司;提到的市售虫胶,购自济南溪川化工科技有限公司。

实施例1

一种电子束合金涂料,配方:包括以下重量份的原料:sio215份,mos28份,si3n412份,in18份,mo10份,cu18份,ni18份,b3份,be18份,膨润土16份,市售虫胶8份,无水乙醇250份。

其中,sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土均为粉状,且粒度为1-4微米

制备方法:具体步骤为:

(1)首先将sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土分别进行破碎、粉碎处理,分别得到粒径为1-4微米的粉末,然后将sio2、mos2和膨润土粉末混合均匀得到混合物a,将si3n4、in、mo、cu、ni、si和be粉末混合均匀的混合物b,备用;

(2)将少量无水乙醇将虫胶溶解,得到虫胶的乙醇溶液,平均分成两份,备用;

(3)将步骤(1)中得到的混合物a加入到步骤(2)得到的一份虫胶乙醇溶液得到混合物c,然后将混合物c在35℃条件下保温50分钟后降至室温;将步骤(1)中得到的混合物b加入到步骤(2)得到的另一份虫胶乙醇溶液得到混合物d在50℃条件下保温10分钟后降至室温,然后将室温条件下的混合物c和混合物d混合,得到混合物e;

(4)将混合物e和剩余的无水乙醇混合,加入搅拌机中搅拌均匀,即得到合金化涂料。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:

具体包括以下步骤:

(1)先将合金涂料加入大于模具的容器中;

(2)将模具用箱式电阻炉加热到70℃,然后将加热后模具浸没于合金化涂料的容器中5s,取出模具静置至恒重,得到表面粘结有涂层的模具;

(3)将步骤(1)中得到的表面粘结有涂层的模具置于真空度为4×10-3pa的真空室中,然后通入氮气作为保护气,用脉冲电子束设备对模具表面进行电子束轰击处理,脉冲电子束设备的参数为:能量密度5j/cm2,脉冲宽度9μm,脉冲次数180次,打开真空室取出模具,即完成模具表面的电子束合金化。

实施例2

一种电子束合金涂料,配方:包括以下重量份的原料:sio218份,mos210份,si3n415份,in20份,mo10份,cu20份,ni20份,b5份,be20份,膨润土12份,市售虫胶6份,无水乙醇280份。

其中,sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土均为粉状,且粒度为1-4微米

制备方法:具体步骤为:

(1)首先将sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土分别进行破碎、粉碎处理,分别得到粒径为1-4微米的粉末,然后将sio2、mos2和膨润土粉末混合均匀得到混合物a,将si3n4、in、mo、cu、ni、si和be粉末混合均匀的混合物b,备用;

(2)将少量无水乙醇将虫胶溶解,得到虫胶的乙醇溶液,平均分成两份,备用;

(3)将步骤(1)中得到的混合物a加入到步骤(2)得到的一份虫胶乙醇溶液得到混合物c,然后将混合物c在30℃条件下保温60分钟后降至室温;将步骤(1)中得到的混合物b加入到步骤(2)得到的另一份虫胶乙醇溶液得到混合物d在55℃条件下保温10分钟后降至室温,然后将室温条件下的混合物c和混合物d混合,得到混合物e;

(4)将混合物e和剩余的无水乙醇混合,加入搅拌机中搅拌均匀,即得到合金化涂料。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:

具体包括以下步骤:

(1)先将合金涂料加入大于模具的容器中;

(2)将模具用箱式电阻炉加热到80℃,然后将加热后模具浸没于合金化涂料的容器中4s,取出模具静置至恒重,得到表面粘结有涂层的模具;

(3)将步骤(1)中得到的表面粘结有涂层的模具置于真空度为5×10-3pa的真空室中,然后通入氮气作为保护气,用脉冲电子束设备对模具表面进行电子束轰击处理,脉冲电子束设备的参数为:能量密度6j/cm2,脉冲宽度10μm,脉冲次数200次,打开真空室取出模具,即完成模具表面的电子束合金化。

实施例3

一种电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio220份,mos212份,si3n418份,in22份,mo12份,cu22份,ni22份,b7份,be22份,膨润土15份,市售虫胶8份,无水乙醇300份。

其中,sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土均为粉状,且粒度为1-4微米

制备方法:具体步骤为:

(1)首先将sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土分别进行破碎、粉碎处理,分别得到粒径为1-4微米的粉末,然后将sio2、mos2和膨润土粉末混合均匀得到混合物a,将si3n4、in、mo、cu、ni、si和be粉末混合均匀的混合物b,备用;

(2)将少量无水乙醇将虫胶溶解,得到虫胶的乙醇溶液,平均分成两份,备用;

(3)将步骤(1)中得到的混合物a加入到步骤(2)得到的一份虫胶乙醇溶液得到混合物c,然后将混合物c在35℃条件下保温50分钟后降至室温;将步骤(1)中得到的混合物b加入到步骤(2)得到的另一份虫胶乙醇溶液得到混合物d在60℃条件下保温15分钟后降至室温,然后将室温条件下的混合物c和混合物d混合,得到混合物e;

(4)将混合物e和剩余的无水乙醇混合,加入搅拌机中搅拌均匀,即得到合金化涂料。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:

具体包括以下步骤:

(1)先将合金涂料加入大于模具的容器中;

(2)将模具用箱式电阻炉加热到85℃,然后将加热后模具浸没于合金化涂料的容器中3s,取出模具静置至恒重,得到表面粘结有涂层的模具;

(3)将步骤(1)中得到的表面粘结有涂层的模具置于真空度为6×10-3pa的真空室中,然后通入氮气作为保护气,用脉冲电子束设备对模具表面进行电子束轰击处理,脉冲电子束设备的参数为:能量密度7j/cm2,脉冲宽度11μm,脉冲次数180次,打开真空室取出模具,即完成模具表面的电子束合金化。

实施例4

一种电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio224份,mos213份,si3n420份,in25份,mo16份,cu25份,ni25份,b9份,be25份,膨润土18份,市售虫胶8份,无水乙醇350份。

其中,sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土均为粉状,且粒度为1-4微米

制备方法:具体步骤为:

(1)首先将sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土分别进行破碎、粉碎处理,分别得到粒径为1-4微米的粉末,然后将sio2、mos2和膨润土粉末混合均匀得到混合物a,将si3n4、in、mo、cu、ni、si和be粉末混合均匀的混合物b,备用;

(2)将少量无水乙醇将虫胶溶解,得到虫胶的乙醇溶液,平均分成两份,备用;

(3)将步骤(1)中得到的混合物a加入到步骤(2)得到的一份虫胶乙醇溶液得到混合物c,然后将混合物c在60℃条件下保温30分钟后降至室温;将步骤(1)中得到的混合物b加入到步骤(2)得到的另一份虫胶乙醇溶液得到混合物d在60℃条件下保温10分钟后降至室温,然后将室温条件下的混合物c和混合物d混合,得到混合物e;

(4)将混合物e和剩余的无水乙醇混合,加入搅拌机中搅拌均匀,即得到合金化涂料。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:

具体包括以下步骤:

(1)先将合金涂料加入大于模具的容器中;

(2)将模具用箱式电阻炉加热到100℃,然后将加热后模具浸没于合金化涂料的容器中4s,取出模具静置至恒重,得到表面粘结有涂层的模具;

(3)将步骤(1)中得到的表面粘结有涂层的模具置于真空度为7×10-3pa的真空室中,然后通入氮气作为保护气,用脉冲电子束设备对模具表面进行电子束轰击处理,脉冲电子束设备的参数为:能量密度8j/cm2,脉冲宽度11μm,脉冲次数200次,打开真空室取出模具,即完成模具表面的电子束合金化。

实施例5

一种电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio228份,mos212份,si3n420份,in27份,mo18份,cu27份,ni27份,b10份,be27份,膨润土22份,市售虫胶9份,无水乙醇370份。

其中,sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土均为粉状,且粒度为1-4微米

制备方法:与实施例4相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例4相同。

实施例6

一种电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio230份,mos214份,si3n422份,in28份,mo15份,cu28份,ni28份,b11份,be28份,膨润土24份,市售虫胶9份,无水乙醇380份。

其中,sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土均为粉状,且粒度为1-4微米

制备方法:与实施例4相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例4相同。

实施例7

一种电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio232份,mos216份,si3n424份,in29份,mo18份,cu29份,ni29份,b11份,be29份,膨润土27份,市售虫胶10份,无水乙醇420份。

其中,sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土均为粉状,且粒度为1-4微米

制备方法:与实施例4相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例4相同。

实施例8

一种电子束合金涂料,包括以下重量份的原料:sio235份,mos216份,si3n425份,in30份,mo20份,cu30份,ni30份,b12份,be30份,膨润土30份,市售虫胶10份,无水乙醇450份。

其中,sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、si、be和膨润土均为粉状,且粒度为1-4微米

制备方法:与实施例4相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例4相同。

对比例1一种电子束合金涂料

配方:与实施例8的区别在于:不合mo,其他与实施例8相同。

制备方法:与实施例8相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例8相同。

对比例2一种电子束合金涂料

配方:与实施例8的区别在于:不合非金属元素b,其他与实施例8相同。

制备方法:与实施例8相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例8相同。

对比例3一种电子束合金涂料

配方:与实施例4的区别在于:si3n4:in:mo:cu:ni:be:

b=10∶30∶5∶30∶30∶30∶1,其他与实施例4相同。

制备方法:与实施例4相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例4相同。

对比例4一种电子束合金涂料

配方:与实施例4的区别在于:si3n4:in:mo:cu:ni:be:

b=30∶8∶20∶8∶8∶8∶15,其他与实施例4相同。

制备方法:与实施例4相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例4相同。

对比例5一种电子束合金涂料

配方:与实施例4的区别在于:mos2和si3n4的质量比例为3∶1,其他与实施例4相同。

制备方法:与实施例4相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例4相同。

对比例6一种电子束合金涂料

配方:与实施例4的区别在于:mos2和si3n4的质量比例为1∶5,其他与实施例4相同。

制备方法:与实施例4相同。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例4相同。

对比例7一种电子束合金涂料

配方:与实施例6相同。

制备方法:与实施例6的不同在于:将sio2、mos2、si3n4、in、mo、cu、ni、b、be和膨润土分别进行破碎、粉碎处理,分别得到粒径为1-4微米的粉末,然后混合均匀,得到合金粉料,然后加入到虫胶的乙醇溶液中,搅拌得到合金涂料。

利用上述电子束合金涂料进行模具表面的电子束合金化:具体步骤与实施例6相同。

性能测试

表1

根据上表的测试数据可知本发明中公开制备的电子束合金涂料,将其进行电子束合金化,用于热作模具,其硬度可高达hrc53,一般情况下涂层硬度越大,其脆性越大,但是本发明中制备的涂料可以保证其硬度值较大的情况下仍然具有很好的韧性,涂层长期进行加热冷却处理后无裂纹,无鼓包,并且具有很强的抗冲击性能,涂料用于热作模具有优良的光洁度。

表2

根据上表2中的测试数据可以看出,使用本发明公开的成分可以更好地保证合金涂料的各种性能,当组分中缺少mo时涂料的硬度明显降低,长期加热冷却处理后会出现裂纹,可抗冲击强度、流平性也会一定程度的受到影响;同样当组分中缺少非金属元素b时会明显影响涂层的抗冲击性能,进而影响涂料的其他性能。

表3

从上表数据了可以看出,合金组分的质量比不在本发明公开范围内时,会明显影响合金的各种性能,例如对比例3和对比例4中公开的合金成分比例不在本发明公开范围内,其涂料的流平性和光洁度都受到明显影响,因为只有合金成分的质量在合理范围内时合金粉末才能通过相互作用使涂料的重力、表面张力和剪切力得到了平衡,从而使涂料具有很好的流平性和光洁度,对比例5和对比例6中公开的mos2和si3n4的质量比不在本发明公开范围内会明显影响涂料的抗冲击性能,并且在使用过程中会出现空鼓现象,从而缩短热作模具的使用时间。

表4

根据上表测试数据可以看出,对比例7使用常规涂料制备方法,制备的合金涂料的流平性差,由于没有根据不同组分的不同性质进行保温处理使制备的涂料具有很差的抗流挂性能,因此得到的涂料会因为重力的影响,在湿膜未干燥前出现向下流坠而形成上部变薄,下部变厚的情况,进而明显影响到涂层的性质,从而影响热作模具的正常使用。

惟以上所述者,仅为本发明之较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施之范围,即大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明权利要求所涵盖范围之内。此外,摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非用来限制本发明之权利范围。

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