用于鋁注射模具的激光熔覆合金的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開大體涉及的領域包括鋁基底的激光熔覆。
【背景技術】
[0002]注射成型工藝傳統上使用具有高硬度的工具和模具，特別是在塑料和復合材料的鑄造中。
【發明內容】
[0003]多種可以包括產品，所述產品可以包括基底，所述基底可以包括鋁合金和至少一個表面和涂層，所述涂層可以包括經由激光熔覆在所述至少一個表面上沉積的金屬材料。
[0004]另一種變型可以包括方法，所述方法可以包括提供基底，所述基底可以包括鋁合金和第一表面；經由激光表面硬化所述基底以使用涂層熔覆基底，其中所述激光表面硬化可以包括:在第一表面上提供金屬材料；提供激光并將激光束的焦點施加至所述金屬材料上；使保護氣在激光束周圍流動；以及經由激光束熔融金屬材料，從而使熔池、涂層和稀釋層形成在第一表面上。
[0005]另一種變型可以包括方法，所述方法可以包括提供注射成型模具，所述注射成型模具可以包括鑄造Al-Si合金和第一表面；經由激光表面硬化所述基底以使用涂層熔覆基底，其中所述激光表面硬化可以包括在第一表面上提供金屬材料，所述金屬材料可以至少包括質量比為1: 8.9: 2.9: 1.5的銅、鎳、硅和硼；提供激光并使激光束的軌跡遍布所述基底的第一表面上的金屬材料，從而使涂層和稀釋層覆蓋整個第一表面；使保護氣在激光束周圍流動；并經由激光束熔融金屬材料，從而使熔池、涂層和稀釋層形成在第一表面上。
[0006]本發明還提供了如下的技術方案。
[0007]技術方案1.一種產品，包括:
[0008]基底，所述基底包括鋁合金和至少一個表面；和
[0009]涂層，所述涂層包括經由激光熔覆沉積在所述至少一個表面上的金屬材料。
[0010]技術方案2.如技術方案1所述的產品，其中金屬材料包含銅、鎳、硅、硼、硅化物或碳化物中的至少一種。
[0011]技術方案3.如技術方案1所述的產品，其中金屬材料包含銅、鎳、硅和硼中的至少一種。
[0012]技術方案4.如技術方案3所述的產品，其中金屬材料至少包含質量比為1: 8.9: 2.9: 1.5的銅、鎳、硅和硼。
[0013]技術方案5.如技術方案1所述的產品，其中所述基底為注射成型模具。
[0014]技術方案6.如技術方案1所述的產品，其中所述基底包含鑄造Al-Si合金。
[0015]技術方案7.—種方法，包括:
[0016]提供基底，所述基底包括鋁合金和第一表面；
[0017]經由激光表面硬化所述基底以使用涂層熔覆所述基底，其中所述激光表面硬化包括:
[0018]在所述第一表面上提供金屬材料；
[0019]提供激光，并將激光束的焦點施加在金屬材料上；
[0020]使保護氣圍繞激光束流動；和
[0021]經由激光束熔融金屬材料，從而使熔池、涂層和稀釋層形成在所述第一表面上。
[0022]技術方案8.如技術方案7所述的方法，還包括:
[0023]使激光束的軌跡遍布所述基底的第一表面上的金屬材料，從而在使保護氣圍繞激光束流動之前，使所獲得的涂層和稀釋層覆蓋整個第一表面。
[0024]技術方案9.如技術方案7所述的方法，還包括:
[0025]使基底的軌跡位于激光束的下方，從而使所獲得的涂層和稀釋層覆蓋整個第一表面。
[0026]技術方案10.如技術方案7所述的方法，其中在第一表面上提供金屬材料包括經由金屬材料絲進給使金屬材料流動至第一表面上。
[0027]技術方案11.如技術方案7所述的方法，其中在第一表面上提供金屬材料包括經由金屬材料粉進給使金屬材料流動至第一表面上。
[0028]技術方案12.如技術方案7所述的方法，其中在第一表面上提供金屬材料包括在第一表面上提供金屬材料層。
[0029]技術方案13.如技術方案7所述的方法，其中金屬材料包含銅、鎳、硅、硼、硅化物或碳化物中的至少一種。
[0030]技術方案14.如技術方案7所述的方法，其中金屬材料包含銅、鎳、硅和硼中的至少一種。
[0031]技術方案15.如技術方案7所述的方法，其中金屬材料包含質量比為1: 8.9: 2.9: 1.5的銅、鎳、硅和硼中的至少一種。
[0032]技術方案16.如技術方案7所述的方法，其中所述基底包含鑄造Al-Si合金。
[0033]技術方案17.如技術方案7所述的方法，其中所述基底為注射成型模具。
[0034]技術方案18.如技術方案7所述的方法，其中所述基底為工具。
[0035]技術方案19.如技術方案7所述的方法，其中所述涂層具有的硬度從約400kg/mm2至約600kg/mm2變化。
[0036]技術方案20.—種方法，包括:
[0037]提供注射成型模具，所述注射成型模具包括鑄造Al-Si合金和第一表面；
[0038]經由激光表面硬化所述基底以使用涂層熔覆所述基底，其中所述激光表面硬化包括:
[0039]在所述第一表面上提供包括質量比為1: 8.9: 2.9: 1.5的銅、鎳、硅和硼中的至少一種的金屬材料；
[0040]提供激光，并使激光束的軌跡遍布所述基底的第一表面上的金屬材料，從而使涂層和稀釋層覆蓋整個第一表面；
[0041]使保護氣圍繞激光束流動；和
[0042]經由激光束熔融金屬材料，從而使熔池、涂層和稀釋層形成在所述第一表面上，其中所述涂層具有的硬度從約400kg/mm2至約600kg/mm 2變化。
[0043]本發明范圍內的其它說明性的變型將根據下文提供的詳細說明而變得顯而易見。應當理解的是，盡管公開了任選的變型，詳細的說明和列舉的變型僅旨在說明的目的，并不意圖限制本發明的范圍。
【附圖說明】
[0044]本發明的范圍內所選擇的變型的示例將根據詳細說明和附圖而被更加全面地理解，其中:
[0045]圖1示出了根據多種變型的包括使用涂層激光熔覆表面的方法。
【具體實施方式】
[0046]下文對于變型的說明在其本質上僅為說明性的，并不意圖以任何方式限制本發明的范圍、其應用或使用。下文對于變體的描述僅是說明被認為是本發明范圍內的部件、元件、作用、產品和方法，并不意圖以任何方式通過所明確公開的或者未清楚列出的內容限制所述范圍。如本文描述的部件、元件、作用、產品和方法可以以不同于本文中清楚地描述的方式被組合和重新排列，并仍被認為是在本發明的范圍內。
[0047]多種變型可以包括表面硬化，例如但不限于，金屬表面合金的激光表面硬化，其可以包括沉積粉末或絲線形式的金屬材料，并通過在基底的表面上使用激光來熔融金屬材料。所述基底可以在金屬材料中被涂覆，由此改善材料特性，例如抗腐蝕性、耐磨性和導熱性。在某些例子中，在沉積金屬材料的時候激光和金屬材料可以在所述基底上來回移動，或者在沉積金屬材料的時候所述基底可以在固定激光器的下方移動。
[0048]在基底上涂覆的金屬材料可以經由一個噴嘴或多個噴嘴給料，從而使金屬材料在激光可熔融所述金屬材料的位置處與基底相遇，形成熔池，其隨后可以被硬化為基底上的涂層。激光和金屬材料可以以受控的方式被沉積，從而使所述基底可由表面硬化金屬材料部分地或者全部地覆蓋。在某些例子中，可在熔融金屬材料之前將所述金屬材料沉積在基底上。
[0049]當被用于熔融金屬材料時，激光可以由圍繞激光束流動的保護氣來保護。激光功率、激光焦點、表面硬化速率和金屬材料沉積速率均可變化以實現沉積金屬材料的期望材料特性。在某些例子中，形成的硬表面的硬度可以從約400kg/mm2至約600kg/mm 2變化。
[0050]所述基底可以是包括用