[發明專利]一種鑲好鋼套的超硬微孔拉絲模具及其制作方法

有效

• 申請號: 202010845320.2
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112024627B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 楊志虎;王明;周小渝
• 申請（專利權）人: 株洲湘鎢超硬材料有限公司
• 主分類號: B21C3/02
• 分類號: B21C3/02;B21C3/18;B21C1/02;B22F3/02;B22F3/10;B22F5/10;C22C29/08
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1.一種鑲好鋼套的超硬微孔拉絲模具，包括鋼套(12)和模芯(9)，所述鋼套(12)內設置有鋼套內孔(8)，所述模芯(9)套裝在鋼套內孔(8)內，其特征在于，所述模芯(9)內部結構按工作性質依次分為模芯入口區(1)、模芯潤滑區(2)、模芯工作區(3)、模芯定徑區(4)、模芯安全角(5)和模芯出口區(6)，所述模芯入口區(1)與模芯潤滑區(2)組合形成一個喇叭形，所述模芯入口區(1)圓弧尺寸為R4～R8，所述模芯潤滑區(2)圓弧尺寸為R3～R6，所述模芯工作區(3)為倒錐形，角度為7°～13°，高度為模芯定徑區(4)的直徑2.5～7倍，所述模芯定徑區(4)為圓柱形，高度為模芯定徑區（4）直徑的20%～40%，所述模芯安全角(5)為錐形，角度為15°，高度為模芯定徑區(4)高度的2%～10%，所述模芯出口區(6)為錐形，高度為模芯(9)總高度的15%～25%，角度為30°；

所述鋼套(12)內部結構按工作性質依次分為鋼套進口區（13）、鋼套內孔(8)和鋼套出口區(11)，所述鋼套出口區(11)與模芯出口區(6)組合形成一個圓錐形；

所述模芯定徑區（4）中心與鋼套（12）中心的同心度在0.003mm以內，所述模芯定徑區（4）直徑為0.04mm～1.0mm。

2.根據權利要求1所述的鑲好鋼套的超硬微孔拉絲模具，其特征在于，所述鋼套(12)外徑為φ27mm～φ31mm，高度14mm～22mm，通過熱鑲過盈與模芯(9)緊密相連。

3.根據權利要求1所述的鑲好鋼套的超硬微孔拉絲模具，其特征在于，所述模芯(9)底部設置有模芯導向角（7），所述模芯導向角（7）為12°～45°。

4.根據權利要求1所述的鑲好鋼套的超硬微孔拉絲模具，其特征在于，所述模芯(9)外徑為φ5mm～φ12.8mm，高度為4.0mm～10.0mm。

5.一種權利要求1-4任一所述鑲好鋼套的超硬微孔拉絲模具的制作方法，其特征在于，包括模芯(9)制作、鋼套(12)制作和鑲套工藝，所述模芯(9)制作步驟如下：

步驟1：配料，以碳化鎢為主料、再添加適量的鈷、碳化釩、碳化鉻、碳化鉭、金屬錸、酒精和石蠟，球磨72～96小時，再放入干燥爐中進行噴霧制粒，所述碳化鎢、鈷、碳化釩、碳化鉻、碳化鉭、金屬錸和石蠟各個組份之間的重量比比例為93%～98%∶2%～7%∶0.2%～0.8%∶0.2%～0.8%∶0.2%～0.8%∶0.1%～0.4%∶2%，所述酒精的添加按0.3L/kg～0.6L/kg的液固比進行添加；

步驟2：壓制成型， 將制作好的成型模具進行裝配，模具由上模、中模、下模三個部分組成，裝配至全自動雙向壓機的模架中調試及對微孔拉絲模芯進行壓制生產；

步驟3：脫蠟預燒，將壓制成型的模芯(9)毛坯用耐高溫舟皿裝好，放入脫蠟預燒爐中，進行氫氣脫蠟預燒，氫氣脫蠟溫度最終控制在450C°，保溫60分鐘，再進行真空預燒；溫度加熱到850C°，再保溫50分鐘，最后停爐冷卻；

步驟4：半加，修整模芯定徑區（4）、模芯出口區（6）的毛刺及完善孔型度，修整的刀具選擇角度為30°～120°的雙刃刀具；

步驟5：過壓爐燒結，經過半加后的半成品模芯(9)用耐高溫舟皿裝好，放入10Mpa壓力燒結爐中進行真空過壓高溫燒結，最終溫度控制在1400C°，10Mpa加壓120分鐘，停爐冷卻，卸爐后得到模芯(9)；

步驟6：模芯(9)質檢，通過物理及高清電子顯微鏡對燒結后的模芯(9)進行金相檢測和尺寸輪廓檢測，將合格的模芯(9)進行下一步鑲套工作；

所述鋼套(12)制作步驟如下：

步驟1：先進行鋼套(12)內孔切削；

步驟2：再進行鋼套(12)外徑切削；

步驟3：再進行平面切削；

所述鑲套工藝步驟如下：

步驟1：先將鋼套(12)加熱至460℃～480℃；

步驟2：再將模芯(9)夾持放在鋼套進口區（13）；

步驟3：再將模芯(9)沖壓進鋼套(12)內，并對模芯(9)進行沖壓封邊；

步驟4：再將鑲好鋼套（12）的模芯放在冷卻盤中冷卻，直到鑲好鋼套（12）的模芯（9）本身溫度與室內恒溫溫度一致，就可得到鑲好鋼套（12）的超硬微孔拉絲模具；

所述模芯(9)制作中使用的碳化鎢為0.10μmWC。