[发明专利]一种挤压铸造型腔表面强化方法

权利要求书

1.一种挤压铸造型腔表面强化方法，其特征在于，在挤压铸造型腔表面加工能够兼顾承载和热冲击的梯度涂层；所述梯度涂层包括底部结合层2、中部承载层3和顶部损耗层4，顶部损耗层表面布置有伸缩微柱5；所述伸缩微柱5具有伸长状态和缩小状态；伸缩微柱5处在缩小状态，梯度涂层表面产生微小缝隙9，使得型腔-成形件实际接触面积减小，两者间依附力随之降低，利于成形铸件的脱模和落料；伸缩微柱5处在伸长状态，梯度涂层表面没有微小缝隙，能够很好的承载挤压铸造压力，同时快速导热。

2.根据权利要求1所述的一种挤压铸造型腔表面强化方法，其特征在于，所述伸缩微柱5伸长状态和缩小状态的转换受挤压铸造型腔表面温度调控。

3.根据权利要求1和2所述的一种挤压铸造型腔表面强化方法，其特征在于，所述梯度涂层包括底部结合层2、中部承载层3、顶部损耗层4及其表面布置的伸缩微柱5是通过热喷涂工艺制备在挤压铸造铸型表面的。

4.根据权利要求1所述的一种挤压铸造型腔表面强化方法，其特征在于：

底部结合层2的喷涂厚度为20-100微米，热喷涂粉末类型为Ni-Al混合粉末，粉末粒度45-90微米；

中部承载层3的喷涂厚度为50-250微米，热喷涂粉末类型为WC-Co混合粉末，粉末粒度20-70微米；

顶部损耗层4的喷涂厚度为50-250微米，热喷涂粉末类型为WC-Co混合粉末，粉末粒度20-70微米；

伸缩微柱5的喷涂厚度为50-200微米，热喷涂粉末类型为Mo金属粉末，粉末粒度50-150微米；

梯度涂层的总厚度为100-300微米。

5.根据权利要求1和4所述的一种挤压铸造型腔表面强化方法，其特征在于制备阶梯涂层包括以下步骤：型腔表面喷涂前处理、型腔表面喷砂处理、制备混合金属粉末、热喷涂加工梯度涂层和热喷涂涂层打磨处理；所述型腔表面喷涂前处理去除表面油脂，获得均匀的表面粗糙度分布；所述热喷涂涂层打磨处理将铺设在损耗层上的大粒度金属颗粒顶部与模具表面平齐，同时控制梯度涂层总厚度和表面粗糙度。

6.根据权利要求1所述的一种挤压铸造型腔表面强化方法，其特征在于，经过强化处理的铸造型腔的工作流程是：

首先对挤压铸造型腔进行预热处理，预热温度300摄氏度；同时在铸型表面喷涂水性脱模剂，在铸型表面形成厚度2-10微米的脱模剂薄膜；此时伸缩微柱5处在伸长状态；

随后将温度750-800摄氏度的液态铝合金注入挤压铸造型腔；挤压铸造型腔内部的水冷/风冷管道带走热量，降低铸型温度；在液态铝合金高压凝固过程中，伸缩微柱5开始由伸长状态向缩小状态转变，少量伸缩微柱金属残留在成形铸件表面；

最后通过顶出机构将成形铝铸件从挤压铸造铸型表面取出；由于伸缩微柱5处于缩小状态，成形铸件与挤压铸造铸型的实际接触面积减小；同时残留在成形铸件表面的伸缩微柱金属发挥固体润滑作用，减少铸型-铸件相对运动过程的铸型表面磨损，也使得落料过程更为顺畅。