本发明涉及铝或铝合金加工技术领域，尤其涉及一种铝或铝合金铸造模具抗开裂保护膜及制备方法。
背景技术：
铝或铝合金压铸是利用高压将熔融的铝或铝合金高速压入一精密的金属模具型腔内，铝或铝合金液体在压力的作用下凝固形成铸件的一种铸造法。压铸模具作为压铸生产的关键装备，它的性能及使用寿命直接影响铝合金铸件的质量和成本。但压铸模具的工作条件非常恶劣，有与熔融铝或铝合金直接接触引起的腐蚀及模具工作过程中反复受到热态金属加热和冷却介质冷却的交替作用引起的热疲劳而产生的裂纹。这些腐蚀和裂纹是压铸模具最常见的失效形式。通常可以通过调整模具材料的合金成分来提高模具的性能和使用寿命，譬如工业中常用的铝或铝合金加工模具采用h13钢，h13钢具有高的抗冲击能力和高淬透性，组成中含si，mn，cr，mo，w，v等，在冷却介质进行冷却时，具有低温所必需的抗冲击能力，一般形变较小，但是如果锻造过程中加热不均匀，易出现锻造裂纹，不同的热处理工艺容易使模具产生形变，如锻后冷却速度控制不当，会产生较大内应力，导致模具开裂。
除此之外，工业中通常还会采用氮化处理或表面涂层的方法对铝合金压铸模具进行适当的表面处理，提高模具的耐腐蚀和耐热疲劳性能，从而可以提高模具的质量、延长模具的使用寿命。其中，氮化处理在一定程度上也提高了模具工作表面的耐腐蚀性和耐热疲劳性能，但模具的使用寿命还有待进一步提高，进而进一步降低压铸的生产成本。涂层技术作为材料表面技术的重要手段，旨在用极少量的材料提高工件表面的工作性能，从而达到提高产品质量、延长工件的使用寿命、降低生产成本、节约资源和能源的目的。然而，现有的涂层多数为有机物膜，由于加工在高温下进行，涂层中有机组分分解，可能与铝及铝合金发生化学反应，影响产品质量，且加工不便，应力作用下涂层本身也容易脱落。
技术实现要素：
为解决以上问题，本发明提供一种铝或铝合金铸造模具抗开裂保护膜及制备方法，以长效解决模具易开裂问题的同时，增强模具本身的防腐蚀性。
本发明提供了一种铝或铝合金铸造模具抗开裂保护膜，关键在于所述抗开裂保护膜为镍钛铬合金膜。
优选的，所述镍钛铬合金膜中含有20～40wt％的ni、40～50wt％的cr和20～30wt％的ti。
优选的，所述抗开裂保护膜的厚度为0.1～0.8μm。
本发明还提供了一种铝或铝合金铸造模具抗开裂保护膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1.对铝或铝合金铸造模具基底进行打磨、抛光和清洗后烘干；
s2.采用磁控溅镀方法在经过步骤s1处理后的所述铝或铝合金铸造模具基底表面形成镍铬钛合金膜。
优选的，所述步骤s1中清洗包括碱洗。
优选的，所述步骤s2具体为依次开启纯ni金属靶材、纯cr金属靶材和纯ti金属靶材，以在所述铝或铝合金铸造模具基底表面形成镍铬钛合金膜。
优选的，所述步骤s2中所述磁控溅镀方法为高真空直流磁控溅镀。
优选的，所述步骤s2中磁控溅镀的条件为：所述铝或铝合金铸造模具基底温度为100～150℃，气体流量为40～80cc/min，直流电流为20～30a，直流电压≤800v；真空度为10-4～10-5pa，工作气体为99.999％氩气，镀膜环境湿度为≤50％。
优选的，纯ni金属靶材镀膜开启时间为15～40s，纯cr金属靶材开启时间为40～60s，纯ti金属靶材开启时间为15～20s。
与现有技术相比，本发明提供了提供了一种铝或铝合金铸造模具抗开裂保护膜，该抗开裂保护膜为镍钛铬合金膜，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)镍铬钛合金膜稳定，磁控溅镀方法可使镍铬钛合金膜与基体结合紧密，(2)镍铬钛合金膜具有良好的导热性，铝或铝合金成型过程中熔融的铝或铝合金的热量更易通过模具向外界散失；(3)镍铬钛合金膜具有良好的延展性和耐蚀性，具有优异的塑性，可以提高模具的表面润滑状态，能改善模具在对熔融的铝及铝合金加工成型时的应力残留，降低模具受力。综上，本发明解决了溅镀合金的稳定性，提高模具的延展性，提高基材的淬火性能，避免熔融的铝及铝合金加工成型时快速加热、快速冷却时导致模具开裂以及产品产生裂纹的问题，达到降低模具开裂几率、提高模具有效使用寿命的目的，降低企业成本。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
本发明提供了一种铝或铝合金铸造模具抗开裂保护膜，关键在于该抗开裂保护膜为镍铬钛合金膜，镍铬钛合金膜中ni的含量优选为20～40wt％，cr的含量优选为40～50wt％，ti的含量优选为20～30wt％。镍铬钛合金膜的厚度优选为0.1～0.8μm。其中，ni具有良好的延展性和塑性，良好的耐腐蚀性；cr具有良好的延展性和耐蚀性；ti具有良好的延展性和塑性，良好的耐腐蚀性。三者熔点均比铝或铝合金以及模具的熔点高得多，且均具有良好的导热性，受温度变化影响极小，提高模具钢的韧性以及耐热变形性能。而且，镍钛合金具有记忆功能，抗疲劳性能强。三者复合后的合金膜具有优良的导热性和延展性，塑性，耐腐蚀性。
本发明还提供了一种铝或铝合金铸造模具抗开裂保护膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1.对铝或铝合金铸造模具基底进行打磨、抛光和清洗后烘干；
首先先将铝或铝合金铸造模具基底清洗至干净无油后烘干，然后用金相砂纸打磨至光亮平整且无明显刮痕，然后抛光。抛光后清洗干净，清洗过程可采取水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗的顺序，以确保镀膜后合金膜层与模具表面具有良好的结合力。碱洗是为了去除铝或铝合金铸造模具表面的氧化物。
s2.采用磁控溅镀方法在经过步骤s1处理后的所述铝或铝合金铸造模具基底表面形成镍铬钛合金膜。
当铝或铝合金铸造模具基底温度为100～150℃时将纯ni金属靶材、纯cr金属靶材和纯ti金属靶材开启进行磁控溅镀，磁控溅镀的条件优选为：气体流量为40～80cc/min，直流电流为20～30a，直流电压≤800v，真空度为10-4～10-5pa，工作气体为99.999％氩气，镀膜环境湿度为≤50％。为了达到更好的效果，选择依次开启纯ni金属靶材、纯cr金属靶材和纯ti金属靶材，以确保合金膜可以更好地解决模具开裂问题的同时，能够增强其模具本身的防腐性能。在采用磁控溅镀方法镀膜过程中，纯ni金属靶材开启时间优选为15～40s，纯cr金属靶材开启时间优选为40～60s，纯ti金属靶材开启时间优选为15～20s。各靶材开启时间取决于实际应用当中对膜的厚度的要求。
为了更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
(1)对材质是h13的铝或铝合金铸造模具基底依次进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、纯水洗，然后烘干。
(2)用金相砂纸进行打磨，至光亮平整，无明显刮痕，抛光。
(3)将抛光后的模具基底再依次进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、纯水洗，然后烘干，完成表面预处理。
(4)在经过表面预处理的铝或铝合金铸造模具基底表面上进行高真空直流磁控溅镀，具体过程为
设置磁控溅镀条件：基底温度100℃，气体流量40cc/min，镀膜直流电流25a，直流电压≤800v；真空度为10-5pa，工作气体为99.999％氩气，镀膜环境湿度为≤50％；
开启纯ni金属靶材进行镀膜，开启时间为15s；
开启纯cr金属靶材进行镀膜，开启时间为60s；
开启纯ti金属靶材进行镀膜，开启时间为15s。
该制备方法得到的镍铬钛合金膜膜层厚度0.4μm，合金膜中ni占25％，cr占50％，ti占25％。
实施例2
磁控溅镀条件中基底温度为120℃，气体流量为80cc/min，镀膜直流电流为20a；真空度为5*10-5pa，纯ni金属靶材镀膜时间为20s，纯cr金属靶材镀膜时间为40s，纯ti金属靶材镀膜时间为20s，其它同实施例1。得到的膜层厚度0.6μm，合金膜中ni占35％，cr占40％，ti占25％。
实施例3
磁控溅镀条件中镀膜温度为150℃，气体流量为60cc/min，镀膜直流电流为30a；真空度为10-4pa，纯ni金属靶材镀膜时间为40s，纯cr金属靶材镀膜时间为50s，纯ti金属靶材镀膜时间为20s，其它同实施例1。得到的膜层厚度0.7μm，合金膜中ni占35％，cr占45％，ti占20％。
以上只是例举了部分实施例，可以看出镀膜温度、氩气流量、镀膜电流、真空度、ni金属靶材，纯cr金属靶材，纯ti金属靶材的镀膜时间为关键参数。应当指出，对于本技术领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，通过优化以上的工艺，得到的性能良好的复合合金镀膜工艺条件均视为本发明的保护范围。