[發明專利]一種用于冷沖壓模具的粉末冶金材料及其模具成形方法

無效

• 申請號: 201110399081.3
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102389969A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 程劍兵;趙罘;劉學軍;辛洪兵;王小北
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/16;B22F3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于冷沖壓模具的粉末冶金材料及其模具成形方法，屬于冷沖壓領域。

背景技術

目前，國內大中城市高層建筑和各種現澆鋼筋混凝土結構工程愈來愈多，對施工質量的要求不斷提高，因此建筑鋼模板的使用愈來愈廣泛，模板工程約占鋼筋混凝土總造價的25％、勞動量的35％、工期的50％～60％，模板質量的好壞、施工的方便性，對于加快施工進度、保證施工質量和降低工程成本，起到了關鍵作用。

國內外建筑模板的種類繁多，主要有無邊框膠合板模板和有邊框鋼模板兩大類，其中有邊框鋼模板應用最為廣泛，占模板總量的75％以上，鋼模板結構型式沒有統一的標準，其設計和制作主要考慮的問題是滿足用戶在使用過程中對強度和剛度的需要?？紤]到模板的生產、運輸和使用情況，無論它是什么種類，都是由一定尺寸規格的單元板組成，在使用中通過各種夾具和連接螺栓進行組合，所以，所有結構型式的鋼模板邊框都有夾具或螺栓連接孔。

最為常用的鋼模板有組合鋼模板和86系列大鋼模板，組合鋼模板邊框孔間距150mm，一塊長度1500mm、寬度300mm(即型號P3015)的組合鋼模板邊框總共有24個直徑13.8mm的長圓孔，P3015鋼模板的面積僅0.45m²，一般來說，一棟高層建筑物從地下室到結構封頂總共需要3000～10000m²各種規格尺寸的組合鋼模板，共有72000～240000個邊框孔需要沖壓出來，如果加上模板橫肋、豎肋和模板配件上的孔，這個數量就更大；對于86系列大鋼模板，邊框孔間距300mm，一塊長度3000mm、寬度2700mm的大鋼模板(面積8.1m²)，邊框總共有40個直徑17mm的長圓孔，一般來說，一棟高層建筑物從地下室到結構封頂總共需要1200～2000m²各種規格尺寸的大鋼模板，共有6000～15000個邊框孔需要沖壓出來，如果加上模板橫肋、豎肋和模板配件上的孔，這個數量也很大。

組合鋼模板的邊框一般采用實際厚度為2.75mm的Q235鋼板制作，大鋼模板的邊框一般采用厚度10mm的Q235鋼板或邊長80mm、厚度8mm的等邊角鋼制作，在沖孔過程中，模具所承受的沖擊力非常，因沖壓造成鋼材的冷作硬化而引起模具的摩擦磨損也很劇烈，所以，模板邊框孔沖壓模具必須具有高硬度、高耐磨性、高斷裂韌性和高抗破損性，才能保證建筑模板企業生產的需要。

目前國內模板邊框冷沖壓模具的材料基本上都采用模具鋼制作，最典型的冷沖壓模具鋼材料有Cr12和Cr12MoV，對于模板橫肋、豎肋和配件上的孔，由于數量相對較少，精度通常要求較低，所以也有企業采用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、T8A、T10A和T12A等制作，所有這些模具材料通常都在退火狀態經機械加工成形，然后淬火，再回火，熱處理后的最終硬度在HRC55～65范圍內。當這些材料制作的冷沖壓模具硬度偏高時，通常非常脆且鋼材內部組織應力大，使用過程中，在沖壓沖擊力的反復作用下很容易破損；而當硬度偏低時，雖然韌性較好，不易破損，但磨損很快，使用壽命很低，需要經常更換沖模，對企業來說，非常影響生產的進度和連續性，并進而影響到企業的效益。

為了滿足模板邊框孔冷沖壓模具對材料硬度、耐磨性、斷裂韌性和抗破損性的要求，一種用于冷沖壓模具的粉末冶金材料經多年的研究和反復試驗，已經可以取代現有的模具鋼材料，在建筑模板生產企業推廣應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決采用傳統模具鋼材料不能滿足制備建筑模板邊框孔冷沖壓模具對材料硬度、耐磨性、斷裂韌性和抗破損性的要求，而提供一種用于冷沖壓模具的粉末冶金材料及其模具成形方法

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的一種用于冷沖壓模具的粉末冶金材料，該材料各組份的質量百分比如下：

碳化鎢WC含量為3～8％，鐵Fe含量為70～85％，鉻Cr含量為3～7％，碳化鉭TaC含量為1～5％，鉬Mo含量為2～6％，石墨C含量0.8～2％，硅Si含量0.1～0.4％，錳Mn含量0.3～0.5％，氧化釔Y₂O₃含量為0.05～0.2％。

其中各組份的粒徑均為2～6μm。

應用本發明的粉末冶金材料制備冷沖壓模具的方法，其具體步驟如下：

1)原材料配置