專利名稱：拉絲模模芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拉絲模模芯的制作方法。屬模具生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。(一 )技術(shù)領(lǐng)域拉絲模模芯的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法是采用碳化鎢鈷粉末經(jīng)粉末冶金壓制成型。該種方法 生產(chǎn)出的產(chǎn)品表面光潔度低，產(chǎn)品復(fù)雜程度低，而且產(chǎn)品密度、硬度、抗彎強度、抗壓強度、 耐磨性和耐腐蝕性等指標(biāo)均較低。而拉絲模模芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀特殊，需經(jīng)粉末冶金后再進 行大量的后續(xù)機加工，這樣導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高，生產(chǎn)周期加長等。并且產(chǎn)品致密性較低，材 質(zhì)均勻性較差，生產(chǎn)出的拉絲模的使用壽命也就相對較短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能提高產(chǎn)品密度、硬度、抗彎強度、抗 壓強度、耐磨性和耐腐蝕性的拉絲模模芯的制作方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種拉絲模模芯的制作方法，包括以下工藝過程步驟一、混料將金屬粉末與粘結(jié)劑按12. 5 25 1的質(zhì)量比加入混合機攪拌混合，制得混 合料，攪拌混合溫度為68_72°C，時間為5 10分鐘，其中所述金屬粉末各組份的投料質(zhì) 量分數(shù)為碳化鈦28-35%、碳化鎢46-54%、鈷4-4. 6%、鎳1. 6-2. 4%、鉬1. 9-2. 6%和鉻 3. 7-4. 9%，余量為鐵，各組份的質(zhì)量分數(shù)總和為100%，所述金屬粉末為采用氣霧化方法生 產(chǎn)的球型顆粒，其各組份的粒度控制在粒徑為20 μ m以下的占粉末粒度分布的90%以上； 所述粘結(jié)劑的體積分數(shù)為聚丙烯50% 80%、微晶蠟10% 30%和硬脂酸3% 15%， 各組份的體積分數(shù)總和為100%。步驟二、捏合造粒將步驟一制得的混合料加入捏合機捏合粉碎，捏合粉碎溫度控制在140°C 170°C，時間2. 5小時 3小時，然后再加入螺桿擠出機擠出造粒，制得物料粒子。步驟三、注塑成型將步驟二制得的物料粒子加入注塑機，通過注塑成型，制得拉絲模模芯毛坯件。步驟四、溶劑脫脂將步驟三制得的拉絲模模芯毛坯件放置在二氯甲烷、汽油或苯中，15 25小時 后，取出，放入真空脫脂爐中，在氮氣保護氣氛下在8 20小時加熱到750°C 士20°C，保溫 1小時士0. 5小時后冷卻至室溫，經(jīng)過溶劑脫脂，脫除70% 90%的粘結(jié)劑。步驟五、燒結(jié)將經(jīng)步驟四溶劑脫脂后的拉絲模模芯毛坯件放入真空燒結(jié)爐中，在溫度 1400-1500°C、真空1. 01 X ICT3Pa氣氛下，以1-1. 5L/min的速度通入氮氣保護氣，燒結(jié)42-70 小時后，保溫1小時士0. 5小時，最后冷卻至40°C。步驟六、熱等靜壓處理和軟化將經(jīng)步驟五燒結(jié)后的拉絲模模芯毛坯件在燒結(jié)爐內(nèi)加壓至l_6MPa、氮氣流量1. 2-2. 3L/min下，進行熱等靜壓處理，處理時間為150-300min，后進行退火軟化熱處理，退 火軟化熱處理溫度為520°C，時間40min，冷卻到室溫，得到硬度HRC40-50、密度6. 6-6. 8g/ cm3的合金鋼拉絲模坯料，步驟七、脫皮、機加工、研磨、淬火、回火、去毛刺和拋光處理將經(jīng)步驟六熱等靜壓處理和軟化后的拉絲模模芯毛坯件去掉外皮，經(jīng)機加工，再 經(jīng)研磨后進行淬火熱處理，淬火熱處理溫度930-1100°C，時間30min，后放入水中、取出，冷 卻至室溫，再進行回火處理，回火處理溫度180-200°C，時間2個小時，消除材料的熱應(yīng)力， 最后進行去毛刺和拋光處理，得到拉絲模模芯。由于注塑成型要求喂料注塑時的合金粉末具有流動性和潤滑性，因此粘結(jié)劑要選 擇具有良好的潤滑性、適當(dāng)?shù)恼承浴⒌腿埸c、較寬的熱解溫度區(qū)間、并且易于脫脂和不與合 金粉末起化學(xué)反應(yīng)的粘結(jié)劑。本發(fā)明選用聚丙烯、微晶蠟和硬脂酸的混合物作為粘結(jié)劑，這 三種成分主要提供三種作用1、提供粘結(jié)強度；2、在脫脂初期，較易被取出的填充相；3、在 粘結(jié)劑和粉末間提供表面活化作用。本發(fā)明的有益效果是與傳統(tǒng)硬質(zhì)合金粉末冶金成型的拉絲模模芯相比，使用本發(fā)明方法制作的拉絲模 模芯，具有較高的硬度和抗彎性能，密度減小，具有優(yōu)越的耐腐蝕性能，鋼絲生產(chǎn)過程中，與 潤滑粉末和鋼絲之間摩擦系數(shù)變小，使得同比下的拉絲模使用壽命可以提高50%以上，拉 絲速率提高20%以上。特別適合于大批量生產(chǎn)小型、復(fù)雜的高密度金屬或金屬化合物制品。 該方法不僅繼承了傳統(tǒng)粉末冶金的生產(chǎn)工序少、切削少的優(yōu)點，而且克服了材料密度低、材 質(zhì)不均勻，不易形成結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜產(chǎn)品的缺陷，同時還能控制產(chǎn)品的精度，獲得產(chǎn)品的一 致性好，降低產(chǎn)品成本。若經(jīng)使用后，拉絲模芯出現(xiàn)磨損，尺寸超差的零件還可經(jīng)過再次回火軟化，修復(fù)后 再經(jīng)過熱處理，可以重新得到完好如新的零件，大幅延長了拉絲模的使用壽命，提高了性價 比。


圖1為本發(fā)明拉絲模模芯的制作方法的工藝流程圖。
具體實施例方式參見圖1，圖1為本發(fā)明拉絲模模芯的制作方法的工藝流程圖。由圖1可以看出， 本發(fā)明拉絲模模芯的制作方法，包括以下工藝過程步驟一、混料將金屬粉末與粘結(jié)劑按19 1的質(zhì)量比加入混合機攪拌混合，制得混合料，攪拌 混合溫度為68-72°C，時間為5 10分鐘。其中金屬粉末的質(zhì)量分數(shù)為碳化鈦34%、碳化 鎢52%、鈷4.5%、鎳2.3%、鉬1.9%、鉻4. 和鐵1.2%。金屬粉末要求采用氣霧化方法 生產(chǎn)的球型顆粒，粒度控制在粒徑為20 μ m以下的占粉末粒度分布的90%以上。粘結(jié)劑的 體積分數(shù)為聚丙烯68%、微晶蠟21 %和硬脂酸11%。步驟二、捏合造粒將步驟一制得的混合料加入捏合機捏合粉碎，捏合粉碎溫度控制在140°C
4170°C，時間2. 5小時，然后再加入螺桿擠出機擠出造粒，制得物料粒子。步驟三、注塑成型將步驟二制得的物料粒子加入注塑機，通過注塑成型，制得拉絲模模芯毛坯件。步驟四、溶劑脫脂將步驟三制得的拉絲模模芯毛坯件放置在二氯甲烷溶劑(汽油或苯)中，20小時 后，取出，放入真空脫脂爐中，在氮氣保護氣氛下以2V Mn的升溫速率，將其在8 20小 時加熱到750°C，保溫1小時后冷卻至室溫。經(jīng)過溶劑脫脂，脫除70% 90%的粘結(jié)劑。步驟五、燒結(jié)將經(jīng)步驟四溶劑脫脂后的拉絲模模芯毛坯件放入真空燒結(jié)爐中，在1400-1500°C， 在真空1.01X 10_3Pa氣氛下，通入1-1. 5L/min氮氣保護氣，燒結(jié)42-70小時，保溫1小時， 最后冷卻至40°C。步驟六、熱等靜壓處理和軟化將經(jīng)步驟五燒結(jié)后的拉絲模模芯毛坯件在燒結(jié)爐內(nèi)加壓至6MPa、氮氣流量 1. 2-2. 3L/min下，進行熱等靜壓處理，處理時間為150-300min，后進行退火軟化熱處理，退 火軟化熱處理溫度為520°C，時間40min，冷卻到室溫，得到硬度HRC40-50、密度6. 6-6. 8g/ cm3的合金鋼拉絲模坯料，步驟七、脫皮、機加工、研磨、淬火、回火、去毛刺和拋光處理將經(jīng)步驟六低壓熱等靜壓處理和退火軟化熱處理后的拉絲模模芯毛坯件用車床 和磨床去掉外皮，按照圖紙車削加工，再進行研磨提高產(chǎn)品的表面光潔度，之后進行淬火熱 處理，淬火熱處理溫度930-1100°C，時間30min，后放入水中、取出，冷卻至室溫，再進行回 火處理，回火處理溫度180-200°C，時間2個小時，消除材料的熱應(yīng)力，最后進行去毛刺和拋 光處理，得到拉絲模模芯。對成型后的拉絲模模芯進行鑲套，定徑等后道加工，制成成品拉絲模。
權(quán)利要求
一種拉絲模模芯的制作方法，其特征在于所述方法包括以下工藝過程步驟一、混料將金屬粉末與粘結(jié)劑按12.5～25∶1的質(zhì)量比加入混合機攪拌混合，制得混合料，攪拌混合溫度為68 72℃，時間為5～10分鐘，其中所述金屬粉末各組份的投料質(zhì)量分數(shù)為碳化鈦28 35％、碳化鎢46 54％、鈷4 4.6％、鎳1.6 2.4％、鉬1.9 2.6％和鉻3.7 4.9％，余量為鐵，各組份的質(zhì)量分數(shù)總和為100％，所述金屬粉末為采用氣霧化方法生產(chǎn)的球型顆粒，其各組份的粒度控制在粒徑為20μm以下的占粉末粒度分布的90％以上；所述粘結(jié)劑的體積分數(shù)為聚丙烯50％～80％、微晶蠟10％～30％和硬脂酸3％～15％，各組份的體積分數(shù)總和為100％，步驟二、捏合造粒將步驟一制得的混合料加入捏合機捏合粉碎，捏合粉碎溫度控制在140℃～170℃，時間2.5小時～3小時，然后再加入螺桿擠出機擠出造粒，制得物料粒子，步驟三、注塑成型將步驟二制得的物料粒子加入注塑機，通過注塑成型，制得拉絲模模芯毛坯件，步驟四、溶劑脫脂將步驟三制得的拉絲模模芯毛坯件放置在二氯甲烷、汽油或苯中，15～25小時后，取出，放入真空脫脂爐中，在氮氣保護氣氛下在8～20小時加熱到750℃±20℃，保溫1小時±0.5小時后冷卻至室溫，步驟五、燒結(jié)將經(jīng)步驟四溶劑脫脂后的拉絲模模芯毛坯件放入真空燒結(jié)爐中，在溫度1400 1500℃、真空1.01×10 3Pa氣氛下，以1 1.5L/min的速度通入氮氣保護氣，燒結(jié)42 70小時，保溫1小時±0.5小時，最后冷卻至40℃，步驟六、熱等靜壓處理和軟化將經(jīng)步驟五燒結(jié)后的拉絲模模芯毛坯件在燒結(jié)爐內(nèi)加壓至1 6MPa、氮氣流量1.2 2.3L/min下，進行熱等靜壓處理，處理時間為1 50 300min，后進行退火軟化熱處理，退火軟化熱處理溫度為520℃，時間40min，冷卻到室溫，得到硬度HRC40 50、密度6.6 6.8g/cm3的合金鋼拉絲模坯料，步驟七、脫皮、機加工、研磨、淬火、回火、去毛刺和拋光處理將經(jīng)步驟六熱等靜壓處理和軟化后的拉絲模模芯毛坯件去掉外皮，經(jīng)機加工，再經(jīng)研磨后進行淬火熱處理，淬火熱處理溫度930 1100℃，時間30min，后放入水中、取出，冷卻至室溫，再進行回火處理，回火處理溫度180 200℃，時間2個小時，消除材料的熱應(yīng)力，最后進行去毛刺和拋光處理，得到拉絲模模芯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種拉絲模模芯的制作方法，所述方法包括以下工藝過程將金屬粉末與粘結(jié)劑加入混合機攪拌混合，制得混合料；加入捏合機捏合粉碎，再加入螺桿擠出機擠出造粒，制得物料粒子；加入注塑機，通過注塑成型，制得拉絲模模芯毛坯件；放置在二氯甲烷、汽油或苯中，取出，放入真空脫脂爐中進行溶劑脫脂；放入真空燒結(jié)爐中，燒結(jié)、保溫和冷卻；再在燒結(jié)爐內(nèi)進行低壓熱等靜壓處理和退火軟化熱處理，最后再進行脫皮、機加工、研磨、淬火、回火、去毛刺和拋光處理得到拉絲模模芯。采用本發(fā)明方法制的拉絲模模芯產(chǎn)品密度、硬度、抗彎強度、抗壓強度、耐磨性和耐腐蝕性均得到了提高。
文檔編號B29C45/00GK101912888SQ20101022872
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者劉立新, 劉陽, 吳建峰, 孟慶輝, 王利明, 范俊峰, 范曉東, 譚佃龍, 陸建豐, 高紅 申請人:江陰東大新材料研究院