[發明專利]拉絲模模芯的制作方法

無效

• 申請號: 201010228722.4
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN101912888A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 劉陽;譚佃龍;陸建豐;劉立新;王利明;范曉東;范俊峰;高紅;吳建峰;孟慶輝
• 申請（專利權）人: 江陰東大新材料研究院
• 主分類號: B21C3/02
• 分類號: B21C3/02;B22F3/16;B22F3/22;B29C45/00
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所 32210
• 代理人: 唐紉蘭

(一)技術領域

本發明涉及一種拉絲模模芯的制作方法。屬模具生產技術領域。

(一)技術領域

拉絲模模芯的傳統生產方法是采用碳化鎢鈷粉末經粉末冶金壓制成型。該種方法生產出的產品表面光潔度低，產品復雜程度低，而且產品密度、硬度、抗彎強度、抗壓強度、耐磨性和耐腐蝕性等指標均較低。而拉絲模模芯結構復雜，形狀特殊，需經粉末冶金后再進行大量的后續機加工，這樣導致生產成本提高，生產周期加長等。并且產品致密性較低，材質均勻性較差，生產出的拉絲模的使用壽命也就相對較短。

(三)發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種能提高產品密度、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。

本發明的目的是這樣實現的：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

將金屬粉末與粘結劑按12.5～25∶1的質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量分數為：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，各組份的質量分數總和為100％，所述金屬粉末為采用氣霧化方法生產的球型顆粒，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；所述粘結劑的體積分數為：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，經過溶劑脫脂，脫除70％～90％的粘結劑。

步驟五、燒結

將經步驟四溶劑脫脂后的拉絲模模芯毛坯件放入真空燒結爐中，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42-70小時后，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

將經步驟五燒結后的拉絲模模芯毛坯件在燒結爐內加壓至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150-300min，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，經機加工，再經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，因此粘結劑要選擇具有良好的潤滑性、適當的粘性、低熔點、較寬的熱解溫度區間、并且易于脫脂和不與合金粉末起化學反應的粘結劑。本發明選用聚丙烯、微晶蠟和硬脂酸的混合物作為粘結劑，這三種成分主要提供三種作用：1、提供粘結強度；2、在脫脂初期，較易被取出的填充相；3、在粘結劑和粉末間提供表面活化作用。

本發明的有益效果是：

與傳統硬質合金粉末冶金成型的拉絲模模芯相比，使用本發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，具有優越的耐腐蝕性能，鋼絲生產過程中，與潤滑粉末和鋼絲之間摩擦系數變小，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小型、復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粉末冶金的生產工序少、切削少的優點，而且克服了材料密度低、材質不均勻，不易形成結構、形狀復雜產品的缺陷，同時還能控制產品的精度，獲得產品的一致性好，降低產品成本。