本申请涉及压铸,具体涉及一种压铸模具的制备方法、压铸模具及压铸方法。
背景技术:
1、类金刚石碳涂层材料(diamond-like carbon,简称dlc)为一类非晶碳膜材料的统称,主要由sp3杂化碳(金刚石相)和sp2杂化碳(石墨相)的三维交叉网络混合而成,具有高硬度、低摩擦系数、高红外透光性、良好化学惰性和生物相容性等诸多优异性能,在海洋、航空航天、生物医用、微机电、汽车等领域具有广阔应用前景。
2、现在的涂层技术常以物理沉积方式(pvd)溅镀或蒸镀常规类金刚石碳涂层至模具的压铸腔上。因半固态金属例如高强度铝合金流动性差,导致半固态金属不能充满压铸模具的压铸腔,通过压铸模具获得的压铸件的良率较低,压铸件易产生开裂、不饱模等缺陷。
技术实现思路
1、鉴于以上内容,有必要提出一种压铸模具的制备方法、压铸模具及压铸方法,以提高获得的压铸件的良率。
2、本申请实施例第一方面提供一种压铸模具的制备方法,包括以下步骤:
3、对阴极真空弧等离子设备的真空压舱抽真空,以使所述真空压舱内的气压至第一气压值,以及调整阴极脉冲偏压至第一偏压值;
4、将压铸模具主体和石墨靶材放于所述阴极真空弧等离子设备内,其中所述压铸模具主体上开设有压铸腔;
5、将所述阴极真空弧等离子设备的真空压舱内的气压从所述第一气压值调低至第二气压值,以及将所述石墨靶材的脉冲偏压从第一偏压值调低至所述第二偏压值,所述第二偏压值的取值范围为100v~700v;
6、向所述阴极真空弧等离子设备内通入含氟气体,以在所述压铸腔表面形成f-dlc涂层,从而获得压铸模具。
7、在一种可能的实施方式中,所述f-dlc涂层包括sp3杂化碳和sp2杂化碳,所述sp3杂化碳与所述sp2杂化碳的比值的取值范围为4%~72%。
8、在一种可能的实施方式中,所述f-dlc涂层包括f元素和c元素,所述f元素与所述c元素的比值的取值范围为1%~10%。
9、在一种可能的实施方式中,所述第一气压值的取值范围为5.9×10-3pa~6.1×10-3pa,所述第二气压值的取值范围为4.9×10-3pa~5.1×10-3pa,所述第一偏压值的取值范围为950v~1050v,所述将所述石墨靶材的脉冲偏压从第一偏压值调低至第二偏压值后形成所述f-dlc涂层的时间的取值范围为15min~25min。
10、在一种可能的实施方式中,所述f-dlc涂层的水接触角的取值范围为103°~159°。
11、在一种可能的实施方式中,所述f-dlc涂层的粗糙度的取值范围为50.8nm~55.6nm。
12、在一种可能的实施方式中,所述f-dlc涂层中的晶粒尺寸的取值范围为4.7μm~53.2μm。
13、本申请实施例第二方面提供一种压铸模具,包括:
14、压铸模具主体,所述压铸模具主体上开设有压铸腔;
15、如上任一项所述的f-dlc涂层,所述f-dlc涂层设于所述压铸模具主体的所述压铸腔的腔壁。
16、本申请实施例第三方面提供一种压铸方法,包括以下步骤:
17、获取半固态的预压料;
18、将所述预压料注入至如上所述的压铸模具的所述压铸腔的腔壁上的所述f-dlc涂层表面,以在压铸后获得压铸件。
19、在一种可能的实施方式中,所述获取半固态的预压料的步骤包括:
20、获取预压胚料,其中所述预压胚料按质量百分比包括:比例为0.4%的硅,比例为0.5%的铁,比例为1.5%的铜,比例为2.5%的镁,比例为0.2%的铬,比例为5.5%的锌,比例为0.2%的钛,比例为0.3%的锰,其余为铝;
21、将所述预压胚料加热至850℃~950℃,以使所述预压胚料熔化;
22、将熔化的所述预压胚料均质35min~45min;
23、将均质后的所述预压胚料冷却至半凝固点,以获得半固态的预压料。
24、本申请实施例提供的技术方案中,先对阴极真空弧等离子设备的真空压舱抽真空,以使真空压舱内的气压至第一气压值,以及调整阴极脉冲偏压至第一偏压值;然后将压铸模具主体和石墨靶材放于阴极真空弧等离子设备内;接着将阴极真空弧等离子设备的真空压舱内的气压从第一气压值调低至第二气压值,以及将石墨靶材的脉冲偏压从第一偏压值调低至第二偏压值,第二偏压值的取值范围为100v~700v;最后向阴极真空弧等离子设备内通入含氟气体,以在压铸腔表面形成f-dlc涂层,从而获得压铸模具。通过将第二偏压值设置为100v~700v,能够提高f-dlc涂层中sp3杂化碳与sp2杂化碳的比值,以及f元素与c元素的比值,从而有效提升压铸模具的绝热性与润滑性,有利于半固态压铸技术要求的球状晶汤体的流动性与复杂产品结构的饱模性,在压铸时可延迟半固态金属的固化,使得半固态金属能够充满压铸模具的压铸腔并进行压铸,获得的压铸件的良率较高,压铸件不易产生开裂。
1.一种压铸模具的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述f-dlc涂层包括sp3杂化碳和sp2杂化碳,所述sp3杂化碳与所述sp2杂化碳的比值的取值范围为4%~72%。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述f-dlc涂层包括f元素和c元素,所述f元素与所述c元素的比值的取值范围为1%~10%。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一气压值的取值范围为5.9×10-3pa~6.1×10-3pa,所述第二气压值的取值范围为4.9×10-3pa~5.1×10-3pa,所述第一偏压值的取值范围为950v~1050v,所述将所述石墨靶材的脉冲偏压从第一偏压值调低至第二偏压值后形成所述f-dlc涂层的时间的取值范围为15min~25min。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述f-dlc涂层的水接触角的取值范围为103°~159°。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述f-dlc涂层的粗糙度的取值范围为50.8nm~55.6nm。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述f-dlc涂层中的晶粒尺寸的取值范围为4.7μm~53.2μm。
8.一种压铸模具,其特征在于,包括:
9.一种压铸方法,其特征在于,包括以下步骤:
10.如权利要求9所述的压铸方法,其特征在于,所述获取半固态的预压料的步骤包括: