[實(shí)用新型]多層鉆尾模具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721464669.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN208555836U
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林國(guó)成;林慶維;林宜良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 承昌鎢鋼制品有限公司
• 主分類號(hào): B21J13/02
• 分類號(hào): B21J13/02;C22C29/08;B32B15/01;B22F5/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營(yíng);曲芳兵

本實(shí)用新型為一種多層鉆尾模具，其包含：第一層，具有抗磨特性，第二層，具有韌性，第三層也具有抗磨特性，其中上述的第二層位于第一層與第三層之間，且其韌性較第一與第二層大。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種多層梯度鉆尾模具，特別是指一種使用硬質(zhì)合金，具有兩層或以上異質(zhì)材料組成的分層結(jié)構(gòu)，使其得以兼顧強(qiáng)度與韌性，同時(shí)滿足加工過程中耐磨損與耐沖擊的需求。

背景技術(shù)

模具，為一工業(yè)上生產(chǎn)各式機(jī)具或工程用零附件的工具，以模具加工金屬的方式為將加熱后的金屬原料置于一定形狀的模穴內(nèi)，受沖擊應(yīng)力或壓力而塑形至所欲形狀的加工方法。其優(yōu)點(diǎn)是鍛件形狀與尺寸精度良好，復(fù)制性佳，適合生產(chǎn)大批量的中小型的零附件，例如用于機(jī)密儀器的零附件，即對(duì)其公差精度有著嚴(yán)格的要求。然而國(guó)內(nèi)模具的材料或技術(shù)長(zhǎng)期被歐美等先進(jìn)國(guó)家所掌握，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)取得技術(shù)難度不易，無形中生產(chǎn)技術(shù)受制于人，因此模具的研發(fā)，包含所用的材料與制程方法，對(duì)于臺(tái)灣發(fā)展精密加工有其急迫性。

硬質(zhì)合金材料，結(jié)合了陶瓷的高硬度與金屬的韌性，在現(xiàn)代工業(yè)被廣泛用于二次加工業(yè)。其高硬度耐沖擊的特性被用來取代鉆石材料與較軟的高速鋼，應(yīng)用于車削刀具與沖壓模具上。其用作沖壓模具時(shí)機(jī)械性質(zhì)直接由接觸面的損耗決定了硬質(zhì)合金的壽命，且因?yàn)橛操|(zhì)合金硬度太高不適合作修復(fù)精整，因此制作出來的成品精度會(huì)下降，當(dāng)模具磨耗太過嚴(yán)重時(shí)就必須要報(bào)廢，然則其實(shí)際發(fā)生損傷的僅是模具加工面的表面層，將整個(gè)模具報(bào)廢即造成資源上的浪費(fèi)。但若直接提升材料硬度提升材料抗磨耗能力，則會(huì)犧牲沖擊強(qiáng)度和破裂韌性，材料會(huì)直接在加工時(shí)裂開，甚至可能造成生命財(cái)產(chǎn)危害。

現(xiàn)有技術(shù)會(huì)使用表面改質(zhì)的方式盡可能提升表面硬度，如氧化物陶瓷鍍膜或是氮碳化鈦表面硬焊，常見的黃色硬質(zhì)合金模具就是經(jīng)過表面處理的硬質(zhì)合金模具。也有使用表面擴(kuò)散技術(shù)進(jìn)行塊材表面改質(zhì)。但是這些制程都需要額外的設(shè)備方能達(dá)到，徒增硬質(zhì)合金的加工成本，此外硬化層也僅有表面的薄薄一層，與硬質(zhì)合金表面也擁有接口的問題，可能會(huì)在加工零件時(shí)剝落，對(duì)模具壽命的改善效果有限。

另一種技術(shù)是將兩種材料組合在一起，將材料以粉體方式分段進(jìn)行壓模后燒結(jié)，或是以將材料粉體以高溫熔射成型方式，將模具與加工材料接觸的的部位使用硬度較高較耐磨的材料，而材料的中身段則使用破裂韌性較好的材料，使模具整體能有足夠的強(qiáng)度能夠忍受間斷的沖擊，這樣的材料被稱作梯度硬質(zhì)合金。

請(qǐng)參閱圖1.a與圖1.b，用于制造梯度硬質(zhì)合金的金屬材料，是由粉體結(jié)晶顆粒所組成，每個(gè)晶粒內(nèi)部的原子排列方式有一定的規(guī)則，當(dāng)粉體在鍛造的過程中所受外力11a作用所產(chǎn)生的應(yīng)力超過降伏強(qiáng)度時(shí)，原子即產(chǎn)生永久性的相對(duì)位移，在所受外力11a移除后也不會(huì)恢復(fù)原來的狀態(tài)。以上述施加外力11a，使金屬材料產(chǎn)生塑形變形的機(jī)制是由剪應(yīng)力所引起，其產(chǎn)生的塑形變形有圖1.a的滑動(dòng)10a與圖1.b的雙晶11b兩種型式：滑動(dòng)10a，指物體因受剪應(yīng)力13a作用，當(dāng)剪應(yīng)力13a大小超過某一臨界值時(shí)，物體相鄰的兩部份沿橫軸方向的滑動(dòng)面15a發(fā)生相互移動(dòng)的現(xiàn)象；雙晶10b，指以某一接口為分隔面，一邊的結(jié)晶產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，另一邊則無變化，此接口則稱為雙晶面11b。

前述以鍛造的加工通過沖擊或擠壓的方法，將金屬粉體材料塑形，可達(dá)到模具所需的機(jī)械特性與形狀，由于金屬粉體材料在鑄壓過程中被強(qiáng)迫塑形，因而可使金屬粉體材料在制作的過程中被細(xì)密化、均質(zhì)化、韌性與耐沖擊性的機(jī)械性質(zhì)，以使制作出的模具符合加工中所需的強(qiáng)度。

在先前技術(shù)，中國(guó)專利CN100506436C中，揭露了一種形成一工作層具有強(qiáng)度梯度連續(xù)變化的材料模具，以達(dá)到改善前述兼顧模具韌性與強(qiáng)度的目的。然則與壓力方向平行的連續(xù)強(qiáng)度梯度變化，有可能于加工過程中，因?yàn)樘荻确植疾痪惺鼓＞叽怪狈较蛞驗(yàn)槭芰Σ煌a(chǎn)生形變不均的風(fēng)險(xiǎn)。此外，現(xiàn)有使用梯度結(jié)構(gòu)的技術(shù)，一般只在模具與壓模機(jī)加工表面強(qiáng)化一耐磨層，而未考慮模具與壓模機(jī)部位，同樣在施壓后可能造成的磨耗與變形，影響到制作成品的精度。

發(fā)明內(nèi)容