[發(fā)明專利]一種鈦纖維韌化冷鐓模具及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010577688.5 | 申請日： | 2020-06-23 |
| 公開（公告）號： | CN111893405B | 公開（公告）日： | 2021-08-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鐘黎聲;崔鵬杰;盧正欣;梁淑華;鄒軍濤;朱建雷;白海強 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安理工大學(xué) |
| 主分類號： | C22C49/02 | 分類號： | C22C49/02;C22C49/14;C22C47/12;C22C47/06;B22F5/00;B22F3/22;B22F3/10;B21J13/02;C22C111/02 |
| 代理公司： | 西安弘理專利事務(wù)所 61214 | 代理人： | 王丹 |
| 地址： | 710048 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 纖維 韌化冷鐓 模具 及其 制備 方法 | ||
1.一種鈦纖維韌化冷鐓模具，其特征在于，冷鐓模具內(nèi)部含有Ti纖維網(wǎng)狀骨架，組成Ti纖維網(wǎng)狀骨架的Ti纖維上覆蓋有TiC層，TiC層由亞微米級TiC顆粒堆積組成，Ti纖維網(wǎng)狀骨架之間彌散分布有微米級WC顆粒和Fe粘結(jié)相；所述Ti纖維網(wǎng)狀骨架由多個橫向Ti纖維和縱向Ti纖維連接組成，橫向Ti纖維為螺旋線狀纖維，橫向Ti纖維從內(nèi)到外均連接有縱向Ti纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦纖維韌化冷鐓模具，其特征在于，所述冷鐓模具中微米級WC顆粒的體積百分比為45％～55％，亞微米級TiC顆粒的體積百分比為15％～20％，F(xiàn)e粘結(jié)相的體積百分比為10％～15％，Ti纖維網(wǎng)狀骨架的體積百分比為10％～25％，以上各組分的體積百分比之和為100％。
3.一種鈦纖維韌化冷鐓模具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1，分別稱取以下組分，WC粉末、Fe粉末、Ti纖維和石墨粉；
步驟2，將步驟1稱取的WC粉末、Fe粉末和石墨粉混合均勻，形成混合粉料，將混合粉料和粘結(jié)劑加入到混煉機中，在混煉機中加熱固態(tài)混合粉料，待粘結(jié)劑受熱熔化后浸濕粉體，并充分包裹在粉體顆粒外表面，然后停止加熱，待冷卻后進行造粒，形成喂料；
步驟3，將步驟1稱取的Ti纖維預(yù)制成Ti纖維網(wǎng)狀骨架，然后放置于模箱內(nèi)；Ti纖維網(wǎng)狀骨架由多個橫向Ti纖維和縱向Ti纖維連接組成，橫向Ti纖維為螺旋線狀纖維，縱向Ti纖維為平直纖維；
步驟4，注射成型，將喂料加入到注射成型機的料筒中受熱熔化，然后將喂料注射到放置有Ti纖維網(wǎng)狀骨架的模具內(nèi)，待冷卻硬化后進行脫模，獲得樣品；
步驟5，脫脂燒結(jié)，將樣品放于真空燒結(jié)爐中進行加熱脫脂，脫脂溫度為600-800℃，待脫脂完全后對樣品進行高溫?zé)Y(jié)，將爐溫升高至1100-1200℃保溫一段時間，最后隨爐冷卻至室溫，即制得鈦纖維韌化冷鐓模具。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦纖維韌化冷鐓模具的制備方法，其特征在于，所述步驟1中，WC粉末的粒度為3μm-10μm，F(xiàn)e粉末的粒度為8μm-12μm，Ti纖維的直徑為200μm-1000μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦纖維韌化冷鐓模具的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，混合粉料和粘結(jié)劑的質(zhì)量比為96-98:2-4，所述粘結(jié)劑按照質(zhì)量百分比由以下組分組成，石蠟65％-80％，聚乙烯10％-15％和硬脂酸10％-20％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦纖維韌化冷鐓模具的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，采用球磨機將步驟1稱取的WC粉末、Fe粉末和石墨粉混合均勻，混料過程中，球磨機轉(zhuǎn)速為80-120r/min，球磨時間為2h-10h。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦纖維韌化冷鐓模具的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，混煉機轉(zhuǎn)速為30-50r/min，混煉時間為30min-120min，在混煉機中加熱固態(tài)混合粉料，加熱溫度為130℃-150℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦纖維韌化冷鐓模具的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，橫向Ti纖維為等速螺旋線狀纖維，橫向Ti纖維相鄰臂之間的距離相等，橫向Ti纖維的直徑為200μm-400μm，縱向Ti纖維的直徑為800μm-1000μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦纖維韌化冷鐓模具的制備方法，其特征在于，所述步驟4中，將喂料加入到注射成型機的料筒中受熱熔化，對料筒的加熱溫度為80℃-120℃，將喂料注射到放置有Ti纖維網(wǎng)狀骨架的模具內(nèi)，注射壓力為120-180MPa，注射過程中，模具溫度為50±5℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦纖維韌化冷鐓模具的制備方法，其特征在于，所述步驟5中，脫脂時間為6h-8h，對樣品進行高溫?zé)Y(jié)的時間為2h-10h，真空燒結(jié)爐的升溫速度為5±2℃/min。
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