一種新型拉絲模模芯的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型拉絲模模芯的制備方法，該制備方法包括如下步驟：a）選材配料，b）球磨混料，c）壓制燒結(jié)，d）激光制芯，e）熱處理。本發(fā)明揭示了一種新型拉絲模模芯的制備方法，該制備方法工序安排合理，工藝實(shí)施簡(jiǎn)便，制得的模芯在硬度和耐磨性方面的性能表現(xiàn)突出，且兼顧鋼材良好的塑性和韌性，提升了拉絲模模芯的使用壽命及使用性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種新型拉絲模模芯的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拉絲模模芯的制備方法，尤其涉及一種硬度、耐磨性能突出，且兼顧良好塑性、韌性的拉絲模模芯的制備方法，屬于模具制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]拉絲模是進(jìn)行金屬線(棒)材料拉伸的工具，其本體主要由鋼套和模芯組成，鋼套通常選用為不銹鋼材質(zhì)，模芯可選用硬質(zhì)合金、合金鋼、天然金剛石、人工金剛石、陶瓷等材質(zhì)。硬質(zhì)合金、天然金剛石或人工金剛石材質(zhì)模芯的制備工藝復(fù)雜，成本較高，由于在線材拉拔過(guò)程中存在較大的摩擦和振動(dòng)，模芯屬于高損耗零件，其維修及更換的費(fèi)用占到了拉拔生產(chǎn)總耗材的50%以上，性?xún)r(jià)比不高；合金鋼材質(zhì)的模芯在制備成本方面具有優(yōu)勢(shì)，但其耐磨、耐熱、耐蝕等方面的性能還存在不足，使用壽命較低，成型線材的表面質(zhì)量也并不高；而陶瓷材質(zhì)具有良好的耐磨、耐高溫、耐腐蝕及高強(qiáng)度，制備成本適中，但現(xiàn)行的陶瓷模芯在抗熱沖擊及韌性方面的能力還存在不足，加工難度大，因此，還無(wú)法做到大規(guī)模應(yīng)用。
[0003]綜上所述，現(xiàn)行的拉絲模模芯還無(wú)法在使用性能、制備成本及制備方法等方面做到完全兼顧，不能完全滿(mǎn)足線材拉拔工藝的生產(chǎn)需要，其材質(zhì)及制備方法還有待進(jìn)一步研發(fā)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述需求，本發(fā)明提供了一種新型拉絲模模芯的制備方法，該制備方法工序安排合理，實(shí)施簡(jiǎn)便，成本適中，制得的模芯具有優(yōu)良而穩(wěn)定的綜合力學(xué)性能，且在硬度和耐磨性方面表現(xiàn)優(yōu)異。
[0005]本發(fā)明是一種新型拉絲模模芯的制備方法，該制備方法包括如下步驟:a)選材配料，b)球磨混料，c)壓制燒結(jié)，d)激光制芯，e)熱處理。
[0006]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟a)中，模芯原料由硬質(zhì)相和粘結(jié)相組成，硬質(zhì)相原料可選用納米碳化鈦、納米碳化鎢或納米碳氮化鈦粉料中的一種，粘結(jié)相原料可選用高速鋼或鉻鑰釩鋼的細(xì)粉料；硬質(zhì)相原料的平均顆粒直徑約為2-4um ;粘結(jié)相原料的平均顆粒直徑約為20-25um。
[0007]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟b)中，設(shè)備選用擺動(dòng)式球磨機(jī)，球磨罐材料為滾珠軸承鋼，磨球?yàn)橛操|(zhì)合金球，球料比控制在18-20:1 ;球磨過(guò)程中，球磨罐中充氬氣，球磨時(shí)間控制在50-60小時(shí)；球磨處理后的硬質(zhì)相的平均顆粒直徑約為50-60nm,粘結(jié)相的平均顆粒直徑約為5-7um，粉料中的間距控制在0.3-0.5um。
[0008]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟c)中，使用粉末壓制液壓設(shè)備對(duì)原料進(jìn)行壓制處理，壓力控制在30-35MPa，模芯坯料為柱狀，直徑約為8_10mm，長(zhǎng)度約為2_2.2cm ;燒結(jié)工藝在脈沖電流燒結(jié)設(shè)備中進(jìn)行，電流為400A，電壓為12V，脈沖持續(xù)時(shí)間2.5ms，頻率為350Hz ;燒結(jié)過(guò)程中的升溫速度控制在500°C /min，燒結(jié)溫度控制在1200°C _1250°C，燒結(jié)處理后在1200°C中保溫2-2.5分鐘。
[0009]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟e)中，熱處理工藝包括淬火和低溫回火處理；淬火方式為等溫淬火，首先，將模芯加熱至900°C -950°C ;然后，在鹽浴中冷卻至2400C -2600C ;接著，置于加熱爐，并在240°C _260°C溫度下保溫處理3_4小時(shí)；最后，在空氣中冷卻至室溫；回火處理的溫度控制在180°C _190°C，保溫2小時(shí)后空冷。
[0010]本發(fā)明揭示了一種新型拉絲模模芯的制備方法，該制備方法工序安排合理，工藝實(shí)施簡(jiǎn)便，制得的模芯在硬度和耐磨性方面的性能表現(xiàn)突出，且兼顧鋼材良好的塑性和韌性，提升了拉絲模模芯的使用壽命及使用性能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例新型拉絲模模芯的制備方法的工序步驟圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例新型拉絲模模芯的制備方法的工序步驟圖；該制備方法包括如下步驟:a)選材配料，b)球磨混料，c)壓制燒結(jié)，d)激光制芯，e)熱處理。
[0014]實(shí)施例1
本發(fā)明提及的新型拉絲模模芯的制備方法如下:
a)選材配料，模芯原料的主要成分及其質(zhì)量百分比為:硬質(zhì)相15%:粘結(jié)相85% ;硬質(zhì)相原料選用納米碳化鈦粉料，粘結(jié)相原料選用高速鋼細(xì)粉料；硬質(zhì)相原料的平均顆粒直徑約為2-3um ;粘結(jié)相原料的平均顆粒直徑約為22-23um ；
b)球磨混料，設(shè)備選用擺動(dòng)式球磨機(jī),球磨罐材料為滾珠軸承鋼,磨球?yàn)橛操|(zhì)合金球，球料比控制在19:1 ;球磨過(guò)程中，球磨罐中充氬氣，球磨時(shí)間控制在53-55小時(shí)；球磨處理后的硬質(zhì)相的平均顆粒直徑約為50-55nm，粘結(jié)相的平均顆粒直徑約為5_6um，粉料中的間距控制在0.3-0.5um ；
c)壓制燒結(jié)，使用粉末壓制液壓設(shè)備對(duì)原料進(jìn)行壓制處理，壓力控制在32MPa，模芯坯料為柱狀，直徑約為8mm，長(zhǎng)度約為2cm;燒結(jié)工藝在脈沖電流燒結(jié)設(shè)備中進(jìn)行，電流為400A，電壓為12V，脈沖持續(xù)時(shí)間2.5ms，頻率為350Hz ;燒結(jié)過(guò)程中的升溫速度控制在5000C /min，燒結(jié)溫度控制在1200°C _1220°C，燒結(jié)處理后在1200°C中保溫2分鐘；
d)激光制芯，采用脈沖激光器對(duì)模芯進(jìn)行模孔加工，膜孔的孔徑控制在1-1.2mm ；
e)熱處理，熱處理工藝包括淬火和低溫回火處理；淬火方式為等溫淬火，首先，將模芯加熱至900°C _920°C;然后，在鹽浴中冷卻至240°C;接著，置于加熱爐，并在240°C溫度下保溫處理3.5小時(shí)；最后，在空氣中冷卻至室溫；回火處理的溫度控制在180°C，保溫2小時(shí)后空冷；通過(guò)上述工藝處理后的模芯的硬度可達(dá)90HRA，且具有良好的綜合力學(xué)性能。
[0015]實(shí)施例2
本發(fā)明提及的新型拉絲模模芯的制備方法如下:
a)選材配料，模芯原料的主要成分及其質(zhì)量百分比為:硬質(zhì)相14%:粘結(jié)相86% ;硬質(zhì)相原料選用納米碳化鎢粉料，粘結(jié)相原料選用鉻鑰釩鋼的細(xì)粉料；硬質(zhì)相原料的平均顆粒直徑約為3-4um ;粘結(jié)相原料的平均顆粒直徑約為24-25um ；
b)球磨混料，設(shè)備選用擺動(dòng)式球磨機(jī),球磨罐材料為滾珠軸承鋼，磨球?yàn)橛操|(zhì)合金球，球料比控制在18:1 ;球磨過(guò)程中，球磨罐中充氬氣，球磨時(shí)間控制在56-57小時(shí)；球磨處理后的硬質(zhì)相的平均顆粒直徑約為50-55nm，粘結(jié)相的平均顆粒直徑約為5_6um，粉料中的間距控制在0.3-0.5um ；
c)壓制燒結(jié)，使用粉末壓制液壓設(shè)備對(duì)原料進(jìn)行壓制處理，壓力控制在33MPa，模芯坯料為柱狀，直徑約為9mm，長(zhǎng)度約為2cm;燒結(jié)工藝在脈沖電流燒結(jié)設(shè)備中進(jìn)行，電流為400A，電壓為12V，脈沖持續(xù)時(shí)間2.5ms，頻率為350Hz ;燒結(jié)過(guò)程中的升溫速度控制在5000C /min，燒結(jié)溫度控制在1240°C _1250°C，燒結(jié)處理后在1200°C中保溫2.5分鐘；
d)激光制芯，采用脈沖激光器對(duì)模芯進(jìn)行?？准庸?，膜孔的孔徑控制在1-1.2mm ；
e)熱處理，熱處理工藝包括淬火和低溫回火處理；淬火方式為等溫淬火，首先，將模芯加熱至940°C _950°C;然后，在鹽浴中冷卻至260°C;接著，置于加熱爐，并在260°C溫度下保溫處理3小時(shí)；最后，在空氣中冷卻至室溫；回火處理的溫度控制在190°C，保溫2.5小時(shí)后空冷；通過(guò)上述工藝處理后的模芯的硬度可達(dá)92HRA，且具有良好的綜合力學(xué)性能。
[0016]本發(fā)明揭示了一種新型拉絲模模芯的制備方法，其特點(diǎn)是:該制備方法工序安排合理，工藝實(shí)施簡(jiǎn)便，制得的模芯在硬度和耐磨性方面的性能表現(xiàn)突出，且兼顧鋼材良好的塑性和韌性，提升了拉絲模模芯的使用壽命及使用性能。
[0017]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型拉絲模模芯的制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟:a)選材配料，b)球磨混料，c)壓制燒結(jié)，d)激光制芯，e)熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型拉絲模模芯的制備方法，其特征在于，所述的步驟a)中，模芯原料由硬質(zhì)相和粘結(jié)相組成，硬質(zhì)相原料可選用納米碳化鈦、納米碳化鎢或納米碳氮化鈦粉料中的一種，粘結(jié)相原料可選用高速鋼或鉻鑰釩鋼的細(xì)粉料；硬質(zhì)相原料的平均顆粒直徑約為2-4um ;粘結(jié)相原料的平均顆粒直徑約為20-25um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型拉絲模模芯的制備方法，其特征在于，所述的步驟b)中，設(shè)備選用擺動(dòng)式球磨機(jī)，球磨罐材料為滾珠軸承鋼，磨球?yàn)橛操|(zhì)合金球，球料比控制在18-20:1 ;球磨過(guò)程中，球磨罐中充氬氣，球磨時(shí)間控制在50-60小時(shí)；球磨處理后的硬質(zhì)相的平均顆粒直徑約為50-60nm，粘結(jié)相的平均顆粒直徑約為5_7um，粉料中的間距控制在0.3-0.5umο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型拉絲模模芯的制備方法，其特征在于，所述的步驟c)中，使用粉末壓制液壓設(shè)備對(duì)原料進(jìn)行壓制處理，壓力控制在30-35MPa，模芯坯料為柱狀，直徑約為8-10mm，長(zhǎng)度約為2_2.2cm ;燒結(jié)工藝在脈沖電流燒結(jié)設(shè)備中進(jìn)行，電流為400A，電壓為12V，脈沖持續(xù)時(shí)間2.5ms，頻率為350Hz ;燒結(jié)過(guò)程中的升溫速度控制在500°C /min，燒結(jié)溫度控制在1200°C -1250°C，燒結(jié)處理后在1200°C中保溫2-2.5分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型拉絲模模芯的制備方法，其特征在于，所述的步驟e)中，熱處理工藝包括淬火和低溫回火處理；淬火方式為等溫淬火，首先，將模芯加熱至900°C -950 °C ;然后，在鹽浴中冷卻至240°C -260 °C ;接著，置于加熱爐，并在2400C _260°C溫度下保溫處理3-4小時(shí)；最后，在空氣中冷卻至室溫；回火處理的溫度控制在180°C _190°C，保溫2小時(shí)后空冷。
【文檔編號(hào)】B22F3/16GK104399982SQ201410595500
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】馬廣興 申請(qǐng)人:蘇州廣型模具有限公司