[發明專利]一種復合材料拉絲模具及其制備方法

有效

• 申請號: 202010577871.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111893406B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 鐘黎聲;劉宇;趙梓源;朱建雷;白海強;許云華
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B21C3/04
• 分類號: B21C3/04;C22C111/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王丹

1.一種復合材料拉絲模具，其特征在于，包括模具本體(6)，模具本體(6)由頂部的壓縮區(8)和底部的定徑區(9)連接組成，模具本體(6)中心設置有?？?7)，壓縮區(8)中心的模孔(7)為錐形孔，定徑區(9)中心的?？?7)為圓形孔，所述模具本體(6)按照質量百分比由以下組分組成，WC顆粒72％-80％、羰基Fe粉3％-5％、Nb纖維13％-17％、Nb粉3.5％-6％和石墨粉0.45％-0.65％，以上各組分的質量百分比之和為100％。

2.根據權利要求1所述的一種復合材料拉絲模具，其特征在于，所述模具本體(6)中的Nb纖維呈網狀排布，為中空的網狀結構，由多個橫向同心圓Nb纖維(3)、徑向Nb纖維(5)和豎直Nb纖維(4)連接組成，同一水平面的橫向同心圓Nb纖維(3)通過周向分布的徑向Nb纖維(5)連接，不同水平面的橫向同心圓Nb纖維(3)通過豎直Nb纖維(4)連接，徑向Nb纖維(5)在模具本體(6)的工作面(10)上呈點狀分布。

3.根據權利要求2所述的一種復合材料拉絲模具，其特征在于，所述WC顆粒的粒度為20μm-30μm，羰基Fe粉的粒度為1μm-5μm，Nb纖維的直徑為180μm-820μm。

4.一種復合材料拉絲模具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，按照質量百分比分別稱取以下組分，WC顆粒72％-80％、羰基Fe粉3％-5％、Nb纖維13％-17％、Nb粉3.5％-6％和石墨粉0.45％-0.65％，以上各組分的質量百分比之和為100％；

步驟2，編制中空的Nb纖維網，Nb纖維網包括頂部壓縮區和底部定徑區，Nb纖維網由多個橫向同心圓Nb纖維(3)、徑向Nb纖維(5)和豎直Nb纖維(4)連接組成，同一水平面的橫向同心圓Nb纖維(3)通過周向分布的徑向Nb纖維(5)連接，不同水平面的橫向同心圓Nb纖維(3)通過豎直Nb纖維(4)連接，最后將編制的Nb纖維網放置于鋼模具(2)中，并在Nb纖維網中間插入鋼型芯；

步驟3，混料，將步驟1稱取的WC顆粒、羰基Fe粉、Nb粉和石墨粉混合均勻，形成混合粉末；

步驟4，將混合粉末與塑化劑混合后放進混煉機中進行混煉、造粒，形成混合物料，通過注射口(1)將混合物料高壓注射于放置有Nb纖維網的鋼模具(2)中，使鋼模具(2)與鋼型芯之間填滿混合物料，最后待冷卻后脫模，抽出中間鋼型芯，即得預制件；

步驟5，將預制件放入石墨模具中，在預制件中間的孔中插入石墨型芯，然后將帶有石墨模具的預制件放入高溫真空燒結爐中進行脫脂燒結，先將爐溫從室溫升至650-700℃進行脫脂處理，脫脂完全后將爐溫升高至1340℃～1360℃保溫一段時間，最后隨爐冷卻至室溫，取出燒結體進行脫模，抽出中間石墨型芯，即制得復合材料拉絲模具毛坯；

步驟6，對復合材料拉絲模具毛坯進行脫模后打磨、拋光和倒角處理，即制得一種復合材料拉絲模具。

5.根據權利要求4所述的一種復合材料拉絲模具的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，壓縮區的同心圓Nb纖維(3)直徑為180μm-210μm，壓縮區的徑向Nb纖維(5)直徑為180μm-220μm，定徑區的同心圓Nb纖維(3)直徑為780μm-820μm，定徑區的徑向Nb纖維(5)直徑為280μm-320μm，豎直Nb纖維(4)的直徑為780μm-820μm。

6.根據權利要求5所述的一種復合材料拉絲模具的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，壓縮區(8)含有4-6層Nb纖維網，定徑區(9)含有2-4層Nb纖維網。

7.根據權利要求4所述的一種復合材料拉絲模具的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，采用低能球磨機混料，混料過程中，低能球磨機轉速為80±5r/min，混料時間為3h～8h。