CN103480848A - 一种高性能拉丝模模芯的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能拉丝模模芯的制造方法,该制造方法包括如下步骤:a)选材配料,b)混料压制,c)高温烧结,d)激光制芯,e)热处理。本发明揭示了一种高性能拉丝模模芯的制造方法,该制造方法工序安排合理,实施简便,成本适中,模芯材质选配合理,压制、烧结以及热处理等工艺安排有序、实施得当,最大限度的提升了模芯的综合力学性能,尤其在耐磨损方面的性能已达到了硬质合金的性能水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种拉丝模模芯的制造方法,一种耐磨损性能突出的铁基拉丝模模芯的制造方法,属于模具制造技术领域。
背景技术
拉丝模是进行金属线(棒)材料拉伸的工具,其本体主要由钢套和模芯组成,钢套通常选用为不锈钢材质,模芯可选用硬质合金、合金钢、天然金刚石或人工金刚石等材质。其中,硬质合金、天然金刚石或人工金刚石材质模芯的制备工艺复杂,成本较高,由于在线材拉拔过程中存在较大的摩擦和振动,模芯属于高损耗零件,其维修及更换的费用占到了拉拔生产总耗材的50%以上,因此,使用上述材质制得的模芯性价比不高。而现行的合金钢材质的模芯虽然在制备成本方面具有优势,但在耐磨、耐热、耐蚀等方面的性能还存在不足,使用寿命较低,成型线材的表面质量也并不高。
综上所述,如何在控制拉丝模模芯制造成本的同时,确保其良好的力学性能、使用寿命以及合理的制备工艺,成为了当前拉丝模模芯领域的重要的研究课题。
发明内容
针对上述需求,本发明提供了一种高性能拉丝模模芯的制造方法,该制造方法工序安排合理,实施简便,成本适中,模芯材质配制合理,压制、烧结以及热处理等工艺实施得当,制得的模芯综合力学性能突出,尤其在耐磨损方面的性能可与硬质合金媲美。
本发明是一种高性能拉丝模模芯的制造方法,该制造方法包括如下步骤:a)选材配料,b)混料压制,c)高温烧结,d)激光制芯,e)热处理。
在本发明一较佳实施例中,所述的步骤a)中,模芯粉料的主要成分包括:Si粉、Mn粉、B粉、Cr粉、Al粉、MoS2粉、Mg粉及纯铁粉;其中,SiC粉料的颗粒度控制在300目左右,纯铁粉料的颗粒度控制在250目左右,其他合金粉料的颗粒度控制在400目左右。
在本发明一较佳实施例中,所述的步骤b)中,粉料的混制在金属粉混料机中进行,混料筒的温度控制在40℃-50℃,混料过程中添加润滑剂、粘结剂和钝化剂等助剂,搅拌时间控制在4-5小时;使用双向压力机对混合料进行压制,压力机的吨位为25-30t,压制完成后还需进行脱脂、烘干、修边等处理。
在本发明一较佳实施例中,所述的步骤c)中,烧结操作在高温烧结炉内进行,烧结过程如下:首先,将炉温缓慢提升至700℃,耗时约为0.6-0.7小时;然后,继续提升炉温至950℃-1000℃,耗时约为0.3-0.4小时;接着,迅速将炉温提升至1150℃-1250℃,并在此温度下保温烧结1-1.2小时;最后,模芯坯料在炉内缓冷;在整个烧结过程中使用氮气作为保护气体。
在本发明一较佳实施例中,所述的步骤d)中,采用脉冲激光器对模芯进行模孔加工,制得的膜孔的最大孔径约为1.4mm,最小孔径约为0.8mm。
在本发明一较佳实施例中,所述的步骤e)中,热处理工艺包括渗碳处理以及淬火和回火处理;其中,渗碳处理为气体渗碳处理,使用航空煤油作为渗碳剂,甲醇作为载气,丙酮作为富化气,渗碳温度控制在780-800℃,炉压为220-240Pa,渗碳时间约为40分钟,冷却方式为炉冷,制得的渗碳层厚度约为0.8-1mm;淬火温度控制在940℃-960℃,保温1-1.2小时后在油液中冷却;回火温度控制在180℃-200℃,保温2小时后空冷。
本发明揭示了一种高性能拉丝模模芯的制造方法,该制造方法工序安排合理,实施简便,成本适中,模芯材质选配合理,压制、烧结以及热处理等工艺安排有序、实施得当,最大限度的提升了模芯的综合力学性能,尤其在耐磨损方面的性能已达到了硬质合金的性能水平。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明实施例高性能拉丝模模芯的制造方法的工序步骤图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1是本发明实施例高性能拉丝模模芯的制造方法的工序步骤图;该制造方法包括如下步骤:a)选材配料,b)混料压制,c)高温烧结,d)激光制芯,e)热处理。
实施例1
本发明提及的高性能拉丝模模芯的制造方法的具体制备过程如下:
a)选材配料,模芯材料的主要成分及其百分含量为:Si5.5%、Mn4%、B0.6%、Cr2.5%-3%、Al2.5%、MoS2 6%、Mg1.8%,其余为纯铁粉;其中,SiC粉料的颗粒度控制在300目左右,纯铁粉料的颗粒度控制在250目左右,其他合金粉料的颗粒度控制在400目左右;模芯材料中的含碳量控制在0.2%-0.25%,杂质的含量控制在0.02%以下;
b)混料压制,粉料的混制在金属粉混料机中进行,混料筒的温度控制在40℃-50℃,混料过程中添加润滑剂、粘结剂和钝化剂等助剂,三者的质量比约为1:8:2,助剂的总质量约为模芯粉料总质量的3%,混料机的搅拌时间控制在4小时;使用双向压力机对混合料进行压制,压力机的吨位为25-30t,模芯被压制成柱状,其直径约为8mm,长度约为5cm;模芯压制取出后,还需进行脱脂、烘干、修边等处理;
c)高温烧结,烧结操作在高温烧结炉内进行,烧结过程如下:首先,将炉温缓慢提升至700℃,耗时约为0.6小时;然后,继续提升炉温至950℃-1000℃,耗时约为0.4小时;接着,迅速将炉温提升至1150℃-1250℃,并在此温度下保温烧结1小时;最后,模芯坯料在炉内缓冷;在整个烧结过程中使用氮气作为保护气体;
d)激光制芯,采用脉冲激光器对模芯进行模孔加工,制得的膜孔的最大孔径约为1.4mm,最小孔径约为0.8mm;
e)热处理,热处理工艺包括渗碳处理以及淬火和回火处理;其中,渗碳处理为气体渗碳处理,使用航空煤油作为渗碳剂,甲醇作为载气,丙酮作为富化气,渗碳温度控制在780-790℃,炉压为220-230Pa,渗碳时间约为40分钟,冷却方式为炉冷,制得的渗碳层厚度约为0.9mm;淬火温度控制在940℃-950℃,保温1-1.2小时后在油液中冷却;回火温度控制在180℃-190℃,保温2小时后空冷。
实施例2
本发明提及的高性能拉丝模模芯的制造方法的具体制备过程如下:
a)选材配料,模芯材料的主要成分及其百分含量为:Si6%、Mn5%、B0.7%、Cr2.8%、Al2.5%、MoS2 5%、Mg1.5%,其余为纯铁粉;其中,SiC粉料的颗粒度控制在300目左右,纯铁粉料的颗粒度控制在250目左右,其他合金粉料的颗粒度控制在400目左右;模芯材料中的含碳量控制在0.2%-0.25%,杂质的含量控制在0.02%以下;
b)混料压制,粉料的混制在金属粉混料机中进行,混料筒的温度控制在40℃-50℃,混料过程中添加润滑剂、粘结剂和钝化剂等助剂,三者的质量比约为1:8:2,助剂的总质量约为模芯粉料总质量的3.5%,混料机的搅拌时间控制在4.5-5小时;使用双向压力机对混合料进行压制,压力机的吨位为25-30t,模芯被压制成柱状,其直径约为8mm,长度约为5cm;模芯压制取出后,还需进行脱脂、烘干、修边等处理;
c)高温烧结,烧结操作在高温烧结炉内进行,烧结过程如下:首先,将炉温缓慢提升至700℃,耗时约为0.7小时;然后,继续提升炉温至950℃-1000℃,耗时约为0.3小时;接着,迅速将炉温提升至1150℃-1250℃,并在此温度下保温烧结1.2小时;最后,模芯坯料在炉内缓冷;在整个烧结过程中使用氮气作为保护气体;
d)激光制芯,采用脉冲激光器对模芯进行模孔加工,制得的膜孔的最大孔径约为1.4mm,最小孔径约为0.8mm;
e)热处理,热处理工艺包括渗碳处理以及淬火和回火处理;其中,渗碳处理为气体渗碳处理,使用航空煤油作为渗碳剂,甲醇作为载气,丙酮作为富化气,渗碳温度控制在790-800℃,炉压为230-240Pa,渗碳时间约为40分钟,冷却方式为炉冷,制得的渗碳层厚度约为1mm;淬火温度控制在950℃-960℃,保温1-1.2小时后在油液中冷却;回火温度控制在190℃-200℃,保温2小时后空冷。
本发明揭示了一种高性能拉丝模模芯的制造方法,其特点是:该制造方法工序安排合理,实施简便,成本适中,模芯材质选配合理,压制、烧结以及热处理等工艺安排有序、实施得当,最大限度的提升了模芯的综合力学性能,尤其在耐磨损方面的性能已达到了硬质合金的性能水平。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种高性能拉丝模模芯的制造方法,其特征在于,该制造方法包括如下步骤:a)选材配料,b)混料压制,c)高温烧结,d)激光制芯,e)热处理。
2.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法,其特征在于,所述的步骤a)中,模芯粉料的主要成分包括:Si粉、Mn粉、B粉、Cr粉、Al粉、MoS2粉、Mg粉及纯铁粉;其中,SiC粉料的颗粒度控制在300目左右,纯铁粉料的颗粒度控制在250目左右,其他合金粉料的颗粒度控制在400目左右。
3.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法,其特征在于,所述的步骤b)中,粉料的混制在金属粉混料机中进行,混料筒的温度控制在40℃-50℃,混料过程中添加润滑剂、粘结剂和钝化剂等助剂,搅拌时间控制在4-5小时;使用双向压力机对混合料进行压制,压力机的吨位为25-30t,压制完成后还需进行脱脂、烘干、修边等处理。
4.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法,其特征在于,所述的步骤c)中,烧结操作在高温烧结炉内进行,烧结过程如下:首先,将炉温缓慢提升至700℃,耗时约为0.6-0.7小时;然后,继续提升炉温至950℃-1000℃,耗时约为0.3-0.4小时;接着,迅速将炉温提升至1150℃-1250℃,并在此温度下保温烧结1-1.2小时;最后,模芯坯料在炉内缓冷;在整个烧结过程中使用氮气作为保护气体。
5.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法,其特征在于,所述的步骤d)中,采用脉冲激光器对模芯进行模孔加工,制得的膜孔的最大孔径约为1.4mm,最小孔径约为0.8mm。
6.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法,其特征在于,所述的步骤e)中,热处理工艺包括渗碳处理以及淬火和回火处理;其中,渗碳处理为气体渗碳处理,使用航空煤油作为渗碳剂,甲醇作为载气,丙酮作为富化气,渗碳温度控制在780-800℃,炉压为220-240Pa,渗碳时间约为40分钟,冷却方式为炉冷,制得的渗碳层厚度约为0.8-1mm;淬火温度控制在940℃-960℃,保温1-1.2小时后在油液中冷却;回火温度控制在180℃-200℃,保温2小时后空冷。
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