[發明專利]一種耐高溫金屬陶瓷模具材料

有效

• 申請號: 201410563547.2
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104357725A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 陳祥保;陳君
• 申請（專利權）人: 常熟市金成模具有限公司
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C30/00;C22C32/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明涉及工程材料加工領域，特別涉及一種耐高溫金屬陶瓷模具材料。

背景技術

模具是國民經濟各部門重要的工藝裝備，享有“工業之母”的美譽。模具成型具有效率高、質量好、節約原材料、降低成本等許多優點。據統計，飛機、坦克、汽車、拖拉機、電機電器、儀器儀表等產品的60％以上的零件，自行車、洗衣機、電冰箱、電風扇、空調、照相機等產品的85％以上的零件，都要用模具生產。沒有模具就沒有現代化的工業發展，世界各國都非常重視模具工業。

影響模具使用壽命的因素有：設計結構、成形及制造工藝、模具材料的選用、熱處理工藝及表面強化、潤滑及使用維護等。在模具失效的諸多因素中，由于模具用材不當而引起的失效，約占50％。由此可見，正確的用材對模具壽命起到至關重要的作用。

傳統的模具材料多為純金屬合金材料，但近年來，隨著加工業的不斷發展壯大，對模具的質量也提出了越來越高的要求。為了追求企業利潤最大化，人們不斷嘗試在制造出一種高壽命耐高溫的優質模具，以盡可能的分攤成本投入。但傳統的合金模具在高溫工作環境下普遍壽命不高，經高溫及長期磨損下易開裂損壞。

發明內容

針對現有技術中存在的不足之處，本發明提供一種耐高溫金屬陶瓷模具材料，該材料原料易得，制造成本低廉，制備工藝簡單。

本發明的技術方案概述如下：

一種耐高溫金屬陶瓷模具材料，由以下質量百分含量的材料進行熔融和澆注制成：

優選的是，所述的耐高溫金屬陶瓷模具材料，由以下質量百分含量的材料進行熔融和澆注制成：

優選的是，所述的耐高溫金屬陶瓷模具材料，由以下質量百分含量的材料進行熔融和澆注制成：

優選的是，所述的耐高溫金屬陶瓷模具材料，所述熔融的溫度范圍為1630～1750℃。

優選的是，所述的耐高溫金屬陶瓷模具材料，所述澆注的溫度范圍為1310～1390℃。

本發明的有益效果是：本案制得的金屬陶瓷模具材料不僅具有優異的紅硬性、熱穩定性、耐磨性、抗氧化及耐高溫特性，而且添加二氧化鋯/碳化鈦/三氧化二鋁/氮化硅這一陶瓷相金屬氧化物組合，極大地提高了模具的韌性、機械強度、抗熱震性和抗急冷急熱性能，顯著增加了模具的使用壽命，最高使用壽命超過2萬次。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

本案提出一種耐高溫金屬陶瓷模具材料，由以下質量百分含量的材料進行熔融和澆注制成：

其中，二氧化鋯/碳化鈦/三氧化二鋁/氮化硅為金屬陶瓷相材料，其兼具金屬和陶瓷的優點，它們密度小，硬度高，耐高溫，導熱性好，不會因驟冷驟熱而脆裂。三氧化二鋁和二氧化鋯具有耐高溫、抗化學侵蝕、高機械強度和高導熱性等優點，碳化鈦和氮化硅具有耐高溫、超硬性、抗熱震性和良好的高溫蠕變性等特點。

在材料中加入鉻、鈷和鉬，是為了與金屬陶瓷材料熔融后發揮更優異的物理性能，使材料凝固時處于相變共晶點，便于掌控成型工藝，降低模具加工成本。錳可以調節材料的臨界淬火速度，增加材料自身的穩定性。鎢作為材料的主體，可以提升材料機械強度和抗高溫性能，同時也可以改善材料的韌性、硬度、耐磨性及抗急冷急熱能力。

在制備時，按上述配方將各原料混合后，分別進行熔融和澆注，熔融的溫度范圍優選為1630～1750℃，過低則導致原料無法充分融合；為保證融化后原料的流動性，在澆注時，其溫度范圍優選為1310～1390℃。在澆注后的退火工藝則使用本領域的常用工藝即可。制得的模具材料拉伸強度＞4500Mpa，沖擊韌性＞70J/cm²，HRC＞70，高溫下使用壽命＞2萬次。

實施例1

該耐高溫金屬陶瓷模具材料由以下質量百分含量的材料進行熔融和澆注制成：

實施例2

該耐高溫金屬陶瓷模具材料由以下質量百分含量的材料進行熔融和澆注制成：

實施例3

該耐高溫金屬陶瓷模具材料由以下質量百分含量的材料進行熔融和澆注制成：

實施例4

該耐高溫金屬陶瓷模具材料由以下質量百分含量的材料進行熔融和澆注制成：

實施例5

該耐高溫金屬陶瓷模具材料由以下質量百分含量的材料進行熔融和澆注制成：

盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節。