[發明專利]一種聚晶金剛石拉絲模的熱壓燒結制作工藝

有效

• 申請號: 201410232231.5
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN104550961B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 朱家德;王子尊;許會子;房如勤
• 申請（專利權）人: 天長市天屹模具科技發展有限公司
• 主分類號: B22F3/14
• 分類號: B22F3/14;B22F3/16;B22F1/00;B22F5/10;C22C30/06
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙)34119
• 代理人: 劉勇,楊靜

技術領域

本發明涉及拉絲模技術領域，尤其涉及一種聚晶金剛石拉絲模的熱壓燒結制作工藝。

背景技術

在金屬壓力加工中，在外力的作用下使金屬強行通過模具，金屬橫截面積被壓縮，并獲得所需要的橫截面積、形狀和尺寸的工具稱為拉絲模，它是一種使金屬絲由粗到細，逐步達到人們所需要的尺寸的工具，由模套和模芯兩部分組成，在使用的過程中，由于拉拔的作用，會使模具發生不同程度的損傷，質量好的模具對于提高企業的生產效率，降低企業的成本是至關重要的，要想降低成本，獲得穩定長時間的拉拔，精確地尺寸，較好的表面質量，沒有高質量的拉絲模具是難以實現的。

聚晶金剛石是用經過認真挑選的質量優良的人造金剛石單晶加上少量的硅、鈦等結合劑，在高溫高壓的條件下聚合而成，以其高硬度、高耐磨性以及優良的性價比等特點越來越受到拉絲行業的青睞，成為拉絲行業應用最廣泛的模芯材料，但是金剛石脆性較大，難于加工，在制備模具以及模具的使用過程中會發生脆性爆裂，影響企業的產品質量，拉絲模在模芯表面會進行鑲套保護模芯。拉絲模芯的鑲套是模具生產過程中的一個重要環節，其中鑲套的成分以及鑲套工藝是直接影響拉絲模成品質量的重要因素。目前常用的金剛石拉絲模鑲套方法有兩種：一種是熱鑲，一種是粉末鑲，其中以粉末鑲套最為突出。現有技術中的模具在模芯的利用率，使用壽命和模具修復方面還不能達到另人們滿意的程度。

因此，如何選擇鑲套用金屬粉末的成分，優化鑲套工藝，提高模芯的利用率，得到綜合性能好的模具，延長模具的使用壽命，提高生產的效率，降低生產成本是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種聚晶金剛石拉絲模的熱壓燒結制作工藝，實現了模具的鑲套制作工藝的優化，得到綜合性能好的模具，提高模具制備過程中模芯的利用率，延長模具的使用壽命，增加模具的修復次數。

本發明公開了一種聚晶金剛石拉絲模的熱壓燒結制作工藝，所述拉絲模包括聚晶金剛石模芯、鑲套和具有內腔的鋼套，鑲套包裹模芯并設于鋼套的內腔中，鑲套由頂部、底部和環繞模芯的周部組成，鑲套采用金屬粉末燒結而成；鑲套制作工藝包括如下步驟：

S1、按質量百分比將34-37wt％的鐵粉、20-25wt％的鎳粉、15-19wt％的銅粉、8-10wt％的鋁粉、8-10wt％的鋅粉、1-2wt％的錫粉、1-2wt％的鎂粉、2-3wt％的銀粉、1-2wt％的磷粉、2-3wt％的鋅-30wt％鋁中間合金粉混合均勻得到金屬粉；

S2、將鋼套放置在石墨模具中；

S3、稱取A單位S1中配制的金屬粉倒入鋼套中，震動石墨模具使金屬粉均勻平整，將石墨壓柱插入石墨模具中壓住金屬粉，放入燒結機內以2.2-3.2MPa壓力冷壓將金屬粉壓實形成鑲套底部；

S4、在聚晶金剛石模芯的第一端面涂抹粘結劑，將聚晶金剛石模芯置于鋼套中，使聚晶金剛石模芯上涂抹粘結劑的第一端面粘結在鑲套底部；

S5、稱取B單位S1中配制的金屬粉倒入鋼套中，使金屬粉充滿聚晶金剛石模芯的周圍空間，震動石墨模具使金屬粉均勻平整，將石墨壓柱插入石墨模具中壓住金屬粉，放入燒結機內以1.8-2.7MPa的壓力冷壓將金屬粉壓實形成鑲套周部；

S6、稱取C單位S1中配制的金屬粉倒入鋼套中，震動石墨模具使金屬粉均勻平整，將石墨壓柱插入石墨模具中壓住金屬粉，放入燒結機內進行熱壓燒結將金屬粉壓實形成鑲套頂部；在熱壓燒結過程中，鑲套底部、周部和頂部熱壓形成一體鑲套，并且，鑲套、聚晶金剛石模芯和鋼套熱壓成一體形成聚晶金剛石拉絲模；其中熱壓燒結過程如下：在2.0-2.5MPa壓力下從室溫升溫到590-620℃，提高壓力到3.5-5.0MPa后繼續升溫至630-670℃，將壓力升至5.0-5.5MPa保溫保壓120-300秒后，維持壓力為5.0-5.5MPa降溫至200℃以下；

S7、卸壓后取出產品得到聚晶金剛石拉絲模。

優選地，所述金屬粉按質量百分比包括：35wt％的鐵粉、22wt％的鎳粉、16wt％的銅粉、9wt％的鋁粉、9wt％的鋅粉、1.5wt％的錫粉、1.5wt％的鎂粉、2.2wt％的銀粉、1wt％磷粉、2.8wt％的鋅-30wt％鋁中間合金粉。

優選地，在S3中，冷壓壓力為2.5-3.0MPa。

優選地，在S5中，冷壓壓力為2.0-2.5MPa。

優選地，在S6中，升溫速率為20℃/min，降溫速率為20℃/min，最高燒結溫度為635-665℃，最高壓力為5.2-5.4MPa，保溫保壓時間為130-290秒。