[發明專利]鐵和碳化鈦混合料及其在冷壓模具表面制作涂層的方法

有效

• 申請號: 201310022752.3
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103042208A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 王剛;羅驥;郭志猛;王振明;屈彥杰;吳清軍;陳存廣;張福緒;謝時強;廖應峰
• 申請（專利權）人: 廣東新勁剛新材料科技股份有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C23C24/10
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

技術領域

本發明涉及金屬基體表面強化技術，尤其涉及一種鐵和碳化鈦（Fe/TiC）混合料及采用真空熔覆法在冷壓模具的表面制作涂層的方法。該方法可以有效增強冷壓模具表面的耐磨耐蝕性，工藝簡單，適合于工業化生產。

背景技術

在我國，冷壓模具使用壽命一般較低，其原因除了設計、加工等方面以外，冷壓模具的表面性能也起著重要作用。選擇冷壓模具材料主要考慮的因素是硬度、耐磨性、強度和韌性。傳統冷壓模具所用材料為冷作模具鋼和高速鋼，冷作模具鋼以其高硬度和高耐磨性著稱，高速鋼以其優良的杭壓性和較好的紅硬性在模具材料中占有重要的地位。一般情況下，傳統鋼種硬度耐磨性已經可以滿足工業需求，但壓制超硬耐磨粉末過程中，硬質粉末硬度高于模具硬度，冷壓模具磨損嚴重，服役壽命大大降低。

金屬材料為了獲得表面較高的綜合機械性能，傳統工藝是采用滲碳或滲氮等表面處理方法來進行。但是傳統表面處理復雜，表面強度、硬度和耐磨性提高不能滿足需求。近些年來，硬質金屬技術得到快速的發展。如，采用WC用作結構材料的硬質相，但其制備工藝復雜，能耗高，導致生產成本高居不下，也不適合工業化生產。

發明內容

本發明為了解決現有冷壓模具表面強化處理工藝復雜、成本高，不適合工業化生產的技術問題，提供一種利用真空熔覆法在冷壓模具表面制作Fe/TiC耐磨耐蝕涂層的方法。可以有效提高模具硬度和耐磨性，模具使用壽命大大提高。

本發明提出的一種鐵（Fe）和碳化鈦（TiC）混合料，其由下列重量百分比的原料配制而成：碳化鈦30?~?50?%、鐵50?~?70%。?

本發明還提出一種鐵和碳化混合料在冷壓模具表面制作涂層的方法，其步驟如下：

根據制作鐵和碳化混合料的配比，稱取碳化鈦（TiC）粉、鐵（Fe）粉配制

混合料；

將滾動球與所述混合料放入球磨機中球磨；其中，球料比1:1～1:3，球磨機轉速30～80rpm，球磨時間1～5h，裝料系數1/2～3/4；

混料完成后，將混合料干燥；

將球磨完的混合料摻入粘結劑，制成膏狀物均勻涂覆于冷壓模具內壁，厚度為1~2mm；再將預涂覆好的冷壓模具置于烘箱內，在70℃保溫8小時；

將預制好涂層的冷壓模具置于真空燒結爐中，加熱至1250℃、保溫5min，至涂層合金化。

所述球磨后的混合料的粒度均為30～50μm。

所述球磨混料的方式為滾動球磨、行星球磨、三維搖臂混料或攪拌球磨方式中一種。

所述的粘結劑為松香酒精溶液或聚乙烯醇（PVA）溶液。

本發明采用細顆粒TiC粉和Fe基合金粉末為原料，按比例稱重后球磨得到混合粉末，摻入粘結劑制成膏狀漿料，均勻涂覆于冷壓模具內壁，將其烘干后在真空燒結爐中加熱至合金化，即得表面強化過的冷壓模具。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1.經過表面強化后的冷壓模具，硬度和耐磨性可大大提高，使用壽命也明顯增加。

2.?碳化鈦粉末密度為碳化鎢的?1/3，售價僅為碳化鎢的近?1/4，利用碳化鈦作為硬質顆粒潛力巨大，經濟效益顯著。

3.?制備工藝簡單，能耗低，適用于工業化生產。

具體實施方式

本發明提出的一種鐵（Fe）和碳化鈦（TiC）混合料，其由下列重量百分比的原料配制而成：碳化鈦30?~?50?%、鐵50?~?70%。?

下面通過對金剛石冷壓模具的內表面進行強化處理的實施例，對本發明作進一步的說明：

實施實例1：???????????????????????????????????????????????????????????

根據制作鐵和碳化鈦混合料的配比，稱取TiC粉60g，鑄鐵粉140g，放入球磨罐中，加入200g鋼球，利用滾動球磨機進行球磨混料，球磨機轉速55rpm，裝料系數0.5，球磨時間3h，球磨后的混合料的粒度均為30～50μm。將球磨后的混合粉末用有機粘結劑聚乙烯醇溶液（濃度為2％）10ml，攪拌混合15min，調制成膏狀漿料，將其均勻涂覆于冷壓模具內壁，厚度控制在1mm，將其置于烘箱內，在70℃保溫8小時烘干，將干燥后預制涂層的冷壓模具放入真空燒結爐，在1250℃保溫5min，空冷至室溫即可得到表面強化的冷壓模具。

實施實例2：???????????????????????????????????????????????????????????