CN111940531B - 一种冷挤压模具及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷挤压模具,包括模具本体,模具本体内部设置有模孔,模具本体按照质量百分比由以下组分组成,碳化钛粉70%‑85%、羟基铁粉8.5%‑13.75%、石墨粉0.5%‑1.25%和钼丝6%‑15%,以上各组分的质量百分比之和为100%,钼丝呈网状分布于冷挤压模具中,钼丝的丝径为0.2mm‑0.8mm,碳化钛粉的粒度为8μm‑20μm,羟基铁粉的粒度为2μm‑5μm,石墨粉的粒度为1μm‑5μm;本发明还公开了一种冷挤压模具的制备方法,采用本发明制备方法制备的冷挤压模具同时具有较高的韧性和硬度,适用于多种工况条件。
Description
技术领域
本发明属于冷挤压模具技术领域,涉及一种冷挤压模具及其制备方法。
背景技术
金属冷挤压是在冷态下将金属毛坯放入模具型腔内,在强大的压力和一定的速度作用下,迫使金属从模腔中挤出,从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能挤压件的成型方法。金属冷挤压工艺具有优质高效、低消耗、低成本等特点,是一种新兴的无切削加工方法。冷挤压模具在挤压过程中发挥重要作用,金属在塑性变形时相对于模具表面产生定向流动,在变形体与模具界面上产生摩擦和摩擦力,造成模具磨损。
可用于制作冷挤压模具的材料主要有冷作模具钢和硬质合金。常用的冷作模具钢有Cr12和Cr12MoV等,在退火状态经机械加工成型,然后淬火,再回火,热处理后的最终硬度为HRC55~65。当这些材料制作的模具硬度偏高时,通常非常脆且内部组织应力大;而当硬度偏低时,虽然韧性较好,不易破损,但磨损很快,使用寿命低,需要经常更换。更高硬度要求的冷挤压模具通常选钨钴类硬质合金,它是把WC颗粒和金属Co或Ni经高温烧结制成的一种高硬度材料,硬度非常高,耐磨,但韧性不足。
为了克服和解决上述冷挤压模具的失效问题,大量学者以改善冷挤压模具的韧性和耐磨性为目标,开展了大量的研究工作。例如专利号为CN102389970A的发明专利公开了一种用于冷挤压模具的粉末冶金材料及其模具的成形方法。此发明中以碳化钨、碳化钒、氧化铈等为原料,采用粉末冶金法制备冷挤压模具材料。相比于模具钢类模具,由于氧化铈的加入,提高了产品的耐磨性能;由于碳化钨、碳化钒和碳化铬的加入,使烧结后晶粒更细,相比普通硬质合金类模具,断裂韧性和抗破损性能得到大幅提高。
又如专利号为CN110468385A的发明专利公开了一种在碳化钨等硬质合金冷挤压模具基体表面采用热丝气相沉积法依次沉积微米金刚石涂层和纳米金刚石涂层的工艺。通过复合尺寸存在数量级差的两种涂层来增加冷挤压模具的耐磨性,提高冷挤压模具的使用寿命。特别是采用纳米金刚石涂层来提高冷挤压模具的抗冲击性能。
再如专利号为CN102218647A的发明专利公开了一种金属塑性成形模具织构化自润滑处理方法,先对模具表面进行织构化微加工处理,再对模具进行自润滑复合材料成型粘结加工处理。通过对金属塑性成形模具表面进行织构化自润滑处理,在保证模具承载能力和型面配合精度的同时,实现模具表面润滑性能的优化分布,改善材料的流动和模具的润滑抗磨性能。
综上所述,通过引入硬质相可改善提高模具钢类冷挤压模具的耐磨性,而采用表面涂层或表面改性的方法可改善硬质合金冷挤压模具的耐磨性和韧性。但是,冷挤压模具还存在以下问题亟待解决:
(1)模具钢类冷挤压模具已不再适应挤压条件逐渐苛刻的要求,更大挤压力条件下,即使添加硬质相,亦不能适应大变形疲劳应力作用的要求。
(2)硬质合金类冷挤压模具仍离不开贵金属Co的添加,硬度高而韧性差,在大变形强挤压力反复作用下使用寿命大幅降低。
(3)经表面改性的硬质合金类冷挤压模具,对表面层与基体的结合强度、表面改性层厚度等控制较为复杂。另外,改性层失效后,模具磨损和变形失效加快。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种冷挤压模具,解决了现有冷挤压模具韧性较低的问题。
本发明的另一个目的是提供一种冷挤压模具的制备方法。
本发明所采用的第一技术方案是一种冷挤压模具,包括模具本体,模具本体内部设置有模孔,模具本体按照质量百分比由以下组分组成,碳化钛粉70%-85%、羟基铁粉8.5%-13.75%、石墨粉0.5%-1.25%和钼丝6%-15%,以上各组分的质量百分比之和为100%,钼丝呈网状分布于冷挤压模具中,钼丝的丝径为0.2mm-0.8mm。
本发明的技术特征还在于,
碳化钛粉的粒度为8μm-20μm,羟基铁粉的粒度为2μm-5μm,石墨粉的粒度为1μm-5μm。
本发明所采用的第二技术方案是一种冷挤压模具的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,按照质量百分比分别称取以下组分,碳化钛粉70%-85%、羟基铁粉8.5%-13.75%、石墨粉0.5%-1.25%和钼丝6%-15%,以上各组分的质量百分比之和为100%;
步骤2,将步骤1称取的粉末按照密度由高到低依次放入混料机中混合均匀,形成混合粉末;将混合粉末与塑化剂放入混炼机中进行混炼,形成混合物料;
步骤3,将步骤1称取的钼丝编制成三维钼骨架,三维钼骨架与冷挤压模具形状相同;
步骤4,将编制的三维钼骨架放置于注射成型用模具中,三维钼骨架中间***有型芯,将混合物料通过注射成型机注射于放置有三维钼骨架模具内,使混合物料填充满三维钼骨架缝隙,注射完毕后顶压保压一段时间进行脱模,即得冷挤压模具的预制件;
步骤5,高温烧结,将预制件放置于高温模具内,在预制件中心孔隙中***相应型芯,然后将带有高温模具的预制件放入高温烧结炉内,在真空或惰性保护气氛下,先对预制件进行多级脱脂处理,然后在1200-1400℃下对预制件进行高温烧结,最后随炉冷却至室温,取出脱模,即制得一种冷挤压模具。
步骤2中,混料过程中,混料机的转速为65r/min~75r/min,混料时间为3h~8h;混炼过程中,混炼机转速为88r/min~92r/min,混炼时间为1h~2h。
步骤2中,混合粉末与塑化剂的质量百分比为99.2-99.5wt.%:0.5-0.8wt.%。
步骤4中,将混合物料通过注射成型机注射于放置有三维钼骨架模具内,注射温度为180-280℃,注射压力为50MPa-130MPa,注射完毕后顶压保压1min-5min,待自然冷却后进行脱模。
步骤5中,先对预制件进行多级脱脂处理,脱脂温度为550-650℃,脱脂时间为3h-10h。
步骤5中,在1200-1400℃下对预制件进行高温烧结,高温烧结时间为0.05h-0.5h。
步骤5中,对预制件进行高温烧结后,先将炉温降至900-1100℃保温1-8h,随后降温至800±10℃保温30-60min,最后随炉冷却至室温。
步骤5中,随炉以5℃/min~10℃/min的冷却速率冷却至室温。
本发明的有益效果是,采用钼丝编织的钼骨架制备冷挤压模具,能改善冷挤压模具的韧性,使冷挤压模具同时具备较高的硬度和韧性;根据模具受力特征可灵活调整钼骨架的结构分布,使该制备方法适用范围广泛;外加TiC与原位生成的Mo2C间多尺度配合,提高了模具的耐磨性和韧性;避免使用贵金属Co,降低了模具的制造成本,增加了模具的应用领域。
附图说明
图1是本发明实施例1中整体圆柱件冷挤压模具的结构示意图;
图2是本发明实施例1中整体圆柱件冷挤压模具内钼骨架的结构示意图;
图3是本发明实施例2中整体锥形件冷挤压模具的结构示意图;
图4是本发明实施例3中阶梯轴件冷挤压模具的结构示意图;
图5是本发明实施例4中不通直孔件冷挤压模具的结构示意图。
图中,1.整体圆柱件冷挤压模具预制件,2.整体锥形件冷挤压模具预制件,3.阶梯轴件冷挤压模具预制件,4.不通直孔件冷挤压模具预制件,5.钼骨架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种冷挤压模具,包括模具本体,模具本体内部设置有模孔,模具本体按照质量百分比由以下组分组成,碳化钛粉70%-85%、羟基铁粉8.5%-13.75%、石墨粉0.5%-1.25%和钼丝6%-15%,以上各组分的质量百分比之和为100%,钼丝呈网状分布于冷挤压模具中,钼丝的丝径为0.2mm-0.8mm。碳化钛粉的粒度为8μm-20μm,羟基铁粉的粒度为2μm-5μm,石墨粉的粒度为1μm-5μm。
本发明一种冷挤压模具的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,按照质量百分比分别称取以下组分,碳化钛粉70%-85%、羟基铁粉8.5%-13.75%、石墨粉0.5%-1.25%和钼丝6%-15%,以上各组分的质量百分比之和为100%;
步骤2,将步骤1称取的粉末按照密度由高到低依次放入混料机中混合均匀,混料过程中,混料机的转速为65r/min~75r/min,混料时间为3h~8h,形成混合粉末;将混合粉末与塑化剂放入混炼机中进行混炼,混合粉末与塑化剂的质量百分比为99.2-99.5wt.%:0.5-0.8wt.%,混炼过程中,混炼机转速为88r/min~92r/min,混炼时间为1h~2h,形成混合物料;
步骤3,将步骤1称取的钼丝编制成三维钼骨架,三维钼骨架与冷挤压模具形状相同;
步骤4,将编制的三维钼骨架放置于注射成型用模具中,三维钼骨架中间***有型芯,将混合物料通过注射成型机注射于放置有三维钼骨架模具内,注射温度为180-280℃,注射压力为50MPa-130MPa,使混合物料填充满三维钼骨架缝隙,注射完毕后顶压保压1min-5min,待自然冷却后进行脱模,即得冷挤压模具的预制件;
步骤5,高温烧结,将预制件放置于高温模具内,在预制件中心孔隙中***相应型芯,然后将带有高温模具的预制件放入高温烧结炉内,在真空或惰性保护气氛下,先将烧结炉内温度从室温升至550-650℃进行多级脱脂处理,脱脂时间为3-10h;然后将炉温升至1200-1400℃,对预制件进行高温烧结0.05-0.5h,再将炉温降至900-1100℃保温1-8h,随后降温至800±10℃保温30-60min,最后随炉以5℃/min~10℃/min的冷却速率冷却至室温,取出脱模,即制得一种冷挤压模具,该冷挤压模具中TiC组织的体积百分比为78~90%,Mo2C组织的体积百分比为2~6%,α-Fe相的体积百分比为5.5~10%,金属钼的体积百分比为2~5.5%,以上各组织的体积百分比之和为100%。
实施例1
制备一种整体圆柱件冷挤压模具,参照图1和图2,包括以下步骤:
步骤1,按照质量百分比分别称取以下组分,粒度为8μm的碳化钛粉70%、粒度为2μm的羟基铁粉13.75%、粒度为1μm的石墨粉1.25%和钼丝15%,以上各组分的质量百分比之和为100%,钼丝的丝径为0.2μm~0.3μm;
步骤2,将步骤1称取的粉末按照密度由高到低依次放入混料机中混合均匀,混料过程中,混料机的转速为70r/min,混料时间为3h,形成混合粉末;将混合粉末与塑化剂放入混炼机中进行混炼,混合粉末与塑化剂的质量百分比为99.5wt.%:0.5wt.%,混炼过程中,混炼机转速为90r/min,混炼时间为1h,形成混合物料;
步骤3,根据整体圆柱件冷挤压模的形状、尺寸,按照“疏密结合,重点排布”的原则,将步骤1称取的钼丝编制成三维钼骨架5,钼骨架5中冷挤压模具顶部入口部位(占模具总高度的40%)使用直径为0.2mm的Mo丝沿着挤压方向以1层/4mm的层间距排布,层间沿半径方向每隔3mm布置一圈,径向Mo丝每隔20°布置一根,层与层之间旋转5°错位排布。
钼骨架中冷挤压模具底部出口部位(占模具总高度的60%)受到的挤压力相对较小,因此采用较疏排列,钼丝间距较大,从入口侧的最后一层起,使用直径为0.2mm的Mo丝以1层/10mm的层间距编织成较疏松的结构,层间沿半径方向每隔5mm布置一圈,径向Mo丝每隔40°布置一根,层与层之间旋转10°错位排布;
同时,沿挤压方向使用直径为0.3mm的Mo丝将各层的Mo丝骨架连接起来,构建三维Mo丝骨架结构,增加骨架的稳固性。
步骤4,将编制的三维钼骨架放置于注射成型用模具中,三维钼骨架中间***有型芯,将混合物料通过注射成型机注射于放置有三维钼骨架模具内,注射温度为180℃,注射压力为50MPa,使混合物料填充满三维钼骨架缝隙,注射完毕后顶压保压1min,待自然冷却后进行脱模,即得整体圆柱件冷挤压模具预制件1;
步骤5,将整体圆柱件冷挤压模具预制件1放置于高温模具内,在整体圆柱件冷挤压模具预制件1中心孔隙中***相应型芯,然后将带有高温模具的预制件放入高温烧结炉内,在真空或惰性保护气氛下,先将烧结炉内温度从室温升至550℃进行多级脱脂处理,脱脂时间为3h;然后将炉温升至1200℃,对预制件进行高温烧结0.05h,再将炉温降至900℃保温1h,随后降温至790℃保温30min,最后随炉以7℃/min的冷却速率冷却至室温,取出脱模,即制得一种整体圆柱件冷挤压模具。
经检测,实施例1制备的整体圆柱件冷挤压模具中TiC组织的体积百分比为78.9%,Mo2C组织的体积百分比为5.9%,α-Fe相的体积百分比为9.8%,金属钼的体积百分比为5.4%,以上各组织的体积百分比之和为100%。
实施例2
制备一种整体锥形件冷挤压模具,包括以下步骤:
步骤1,按照质量百分比分别称取以下组分,粒度为15μm的碳化钛粉80%、粒度为4μm的羟基铁粉10.25%、粒度为3μm的石墨粉0.75%和钼丝9%,以上各组分的质量百分比之和为100%,钼丝的丝径为0.45μm~0.55μm;
步骤2,将步骤1称取的粉末按照密度由高到低依次放入混料机中混合均匀,混料过程中,混料机的转速为65r/min,混料时间为4h,形成混合粉末;将混合粉末与塑化剂放入混炼机中进行混炼,混合粉末与塑化剂的质量百分比为99.35wt.%:0.65wt.%,混炼过程中,混炼机转速为90r/min,混炼时间为1.5h,形成混合物料;
步骤3,根据整体锥形件冷挤压凹模的形状、尺寸,按照“疏密结合,重点排布”的原则,将步骤1称取的钼丝编制成三维钼骨架5,由于凹模内表面每一处都受到同一角度的挤压力,因此在整个挤压方向都需要设置均匀的Mo丝骨架来提供充足的抗变形能力;
使用直径为0.45mm的Mo丝沿着挤压方向以1层/5mm的层间距排布,层间沿半径方向每隔3mm布置一圈,径向Mo丝每隔15°布置一根,层与层之间旋转5°错位排布。同时,沿挤压方向使用直径为0.55mm的Mo丝将各层的Mo丝骨架连接起来,构建三维Mo丝骨架结构,增加骨架的稳固性。
步骤4,将编制的三维钼骨架5放置于注射成型用模具中,三维钼骨架中间***有型芯,将混合物料通过注射成型机注射于放置有三维钼骨架模具内,注射温度为240℃,注射压力为80MPa,使混合物料填充满三维钼骨架缝隙,注射完毕后顶压保压3min,待自然冷却后进行脱模,即得整体锥形件冷挤压模具预制件2(见图3);
步骤5,将整体锥形件冷挤压模具预制件2放置于高温模具内,在整体锥形件冷挤压模具预制件2中心孔隙中***相应型芯,然后将带有高温模具的预制件放入高温烧结炉内,在真空或惰性保护气氛下,先将烧结炉内温度从室温升至590℃进行多级脱脂处理,脱脂时间为6h;然后将炉温升至1300℃,对预制件进行高温烧结0.2h,再将炉温降至1000℃保温5h,随后降温至800℃保温45min,最后随炉以8℃/min的冷却速率冷却至室温,取出脱模,即制得一种整体锥形件冷挤压模具。
经检测,实施例2制备的整体锥形件冷挤压模具中TiC组织的体积百分比为86.9%,Mo2C组织的体积百分比为2.9%,α-Fe相的体积百分比为7%,金属钼的体积百分比为3.2%,以上各组织的体积百分比之和为100%。
实施例3
制备一种阶梯轴件冷挤压模具,包括以下步骤:
步骤1,按照质量百分比分别称取以下组分,粒度为15μm的碳化钛粉85%、粒度为4μm的羟基铁粉8.5%、粒度为4μm的石墨粉0.5%和钼丝6%,以上各组分的质量百分比之和为100%,钼丝的丝径为0.7μm~0.8μm;
步骤2,将步骤1称取的粉末按照密度由高到低依次放入混料机中混合均匀,混料过程中,混料机的转速为72r/min,混料时间为5h,形成混合粉末;将混合粉末与塑化剂放入混炼机中进行混炼,混合粉末与塑化剂的质量百分比为99.3wt.%:0.7wt.%,混炼过程中,混炼机转速为91r/min,混炼时间为2h,形成混合物料;
步骤3,根据阶梯轴件冷挤压模具的形状、尺寸,按照“疏密结合,重点排布”的原则,将步骤1称取的钼丝编制成三维钼骨架5,钼骨架中冷挤压模具顶部入口部位(占模具总高度的20%)受到的挤压变形力较大,因此采用加密排列的方式,使用直径为0.7mm的Mo丝沿着挤压方向以1层/3mm的层间距排布,层间沿半径方向每隔2mm布置一圈,径向Mo丝每隔15°布置一根,层与层之间旋转5°错位排布。
在阶梯轴处(沿挤压方向从入口侧起约在模具的60%~70%处),模具承受的挤压力最大,需要使用非常密集地Mo丝骨架提供强有力的抗挤压力,使用直径为0.7mm的Mo丝沿着挤压方向以1层/2mm的层间距排布,层间沿半径方向每隔1mm布置一圈,径向Mo丝每隔10°布置一根,层与层之间旋转2°排布。同时,在阶梯轴的上下5%范围内,都需采用入口侧的较密排布。
在模具的其他部分,收到的挤压力比较平缓,采用较疏的排布方式,使用直径为0.7mm的Mo丝沿着挤压方向以1层/5mm的层间距排布,层间沿半径方向每隔3mm布置一圈,径向Mo丝每隔20°布置一根,层与层之间旋转5°排布。
同时,沿挤压方向使用直径为0.8mm的Mo丝将各层的Mo丝骨架连接起来,构建三维Mo丝骨架结构,增加骨架的稳固性。
步骤4,将编制的三维钼骨架放置于注射成型用模具中,三维钼骨架中间***有型芯,将混合物料通过注射成型机注射于放置有三维钼骨架模具内,注射温度为260℃,注射压力为125MPa,使混合物料填充满三维钼骨架缝隙,注射完毕后顶压保压4.5min,待自然冷却后进行脱模,即得阶梯轴件冷挤压模具预制件3(见图4);
步骤5,将阶梯轴件冷挤压模具预制件3放置于高温模具内,在阶梯轴件冷挤压模具预制件3中心孔隙中***相应型芯,然后将带有高温模具的预制件放入高温烧结炉内,在真空或惰性保护气氛下,先将烧结炉内温度从室温升至605℃进行多级脱脂处理,脱脂时间为6h;然后将炉温升至1375℃,对预制件进行高温烧结0.4h,再将炉温降至1000℃保温6h,随后降温至805℃保温50min,最后随炉以5℃/min的冷却速率冷却至室温,取出脱模,即制得一种阶梯轴件冷挤压模具。
经检测,实施例3制备的阶梯轴件冷挤压模具中TiC组织的体积百分比为90%,Mo2C组织的体积百分比为2.2%,α-Fe相的体积百分比为5.7%,金属钼的体积百分比为2.1%,以上各组织的体积百分比之和为100%。
实施例4
制备一种不通直孔件冷挤压模具,包括以下步骤:
步骤1,按照质量百分比分别称取以下组分,粒度为12μm的碳化钛粉75%、粒度为3μm的羟基铁粉12%、粒度为2μm的石墨粉1%和钼丝12%,以上各组分的质量百分比之和为100%,钼丝的丝径为0.3μm~0.4μm;
步骤2,将步骤1称取的粉末按照密度由高到低依次放入混料机中混合均匀,混料过程中,混料机的转速为75r/min,混料时间为3.5h,形成混合粉末;将混合粉末与塑化剂放入混炼机中进行混炼,混合粉末与塑化剂的质量百分比为99.4wt.%:0.6wt.%,混炼过程中,混炼机转速为92r/min,混炼时间为1.2h,形成混合物料;
步骤3,根据不通圆柱件冷挤压凹模的形状、尺寸,按照“疏密结合,重点排布”的原则,将步骤1称取的钼丝编制成三维钼骨架5,钼骨架中冷挤压模具顶部入口部位(占模具总高度的50%)受到的挤压变形力较大,因此采用加密排列的方式,使用直径为0.3mm的Mo丝沿着挤压方向以1层/3mm的层间距排布,层间沿半径方向每隔2mm布置一圈,径向Mo丝每隔15°布置一根,层与层之间旋转5°错位排布。
模具的出口侧(约占模具总高度的50%),受到的挤压力相对较小,因此采用较疏排列,从入口侧的最后一层起,使用直径为0.4mm的Mo丝以1层/5mm的层间距编织成较疏松的结构,层间沿半径方向每隔5mm布置一圈,径向Mo丝每隔30°布置一根,层与层之间旋转10°错位排布;
同时,沿挤压方向使用直径为0.4mm的Mo丝将各层的Mo丝骨架连接起来,构建三维Mo丝骨架结构,增加骨架的稳固性。
步骤4,将编制的三维钼骨架5放置于注射成型用模具中,三维钼骨架中间***有型芯,将混合物料通过注射成型机注射于放置有三维钼骨架模具内,注射温度为200℃,注射压力为60MPa,使混合物料填充满三维钼骨架缝隙,注射完毕后顶压保压2min,待自然冷却后进行脱模,即得不通直孔件冷挤压模具预制件4(见图5);
步骤5,将不通直孔件冷挤压模具预制件4放置于高温模具内,在不通直孔件冷挤压模具预制件中心孔隙中***相应型芯,然后将带有高温模具的预制件放入高温烧结炉内,在真空或惰性保护气氛下,先将烧结炉内温度从室温升至575℃进行多级脱脂处理,脱脂时间为4h;然后将炉温升至1250℃,对预制件进行高温烧结0.1h,再将炉温降至950℃保温3h,随后降温至795℃保温35min,最后随炉以7.5℃/min的冷却速率冷却至室温,取出脱模,即制得一种不通直孔件冷挤压模具。
经检测,实施例4制备的不通直孔件冷挤压模具中TiC组织的体积百分比为82.7%,Mo2C组织的体积百分比为4.6%,α-Fe相的体积百分比为8.4%,金属钼的体积百分比为4.3%,以上各组织的体积百分比之和为100%。
Claims (10)
1.一种冷挤压模具,其特征在于,包括模具本体,模具本体内部设置有模孔,模具本体按照质量百分比由以下组分组成,碳化钛粉70%-85%、羟基铁粉8.5%-13.75%、石墨粉0.5%-1.25%和钼丝6%-15%,以上各组分的质量百分比之和为100%,所述钼丝呈网状分布于冷挤压模具中,钼丝的丝径为0.2mm-0.8mm。
2.根据权利要求1所述的一种冷挤压模具,其特征在于,所述碳化钛粉的粒度为8μm-20μm,羟基铁粉的粒度为2μm-5μm,石墨粉的粒度为1μm-5μm。
3.一种冷挤压模具的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,按照质量百分比分别称取以下组分,碳化钛粉70%-85%、羟基铁粉8.5%-13.75%、石墨粉0.5%-1.25%和钼丝6%-15%,以上各组分的质量百分比之和为100%;
步骤2,将步骤1称取的粉末按照密度由高到低依次放入混料机中混合均匀,形成混合粉末;将混合粉末与塑化剂放入混炼机中进行混炼,形成混合物料;
步骤3,将步骤1称取的钼丝编制成三维钼骨架,三维钼骨架与冷挤压模具形状相同;
步骤4,将编制的三维钼骨架放置于注射成型用模具中,三维钼骨架中间***有型芯,将混合物料通过注射成型机注射于放置有三维钼骨架模具内,使混合物料填充满三维钼骨架缝隙,注射完毕后顶压保压一段时间进行脱模,即得冷挤压模具的预制件;
步骤5,高温烧结,将预制件放置于高温模具内,在预制件中心孔隙中***相应型芯,然后将带有高温模具的预制件放入高温烧结炉内,在真空或惰性保护气氛下,先对预制件进行多级脱脂处理,然后在1200-1400℃下对预制件进行高温烧结,最后随炉冷却至室温,取出脱模,即制得一种冷挤压模具。
4.根据权利要求3所述的一种冷挤压模具的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,混料过程中,混料机的转速为65r/min~75r/min,混料时间为3h~8h;混炼过程中,混炼机转速为88r/min~92r/min,混炼时间为1h~2h。
5.根据权利要求3所述的一种冷挤压模具的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,混合粉末与塑化剂的质量百分比为99.2-99.5wt.%:0.5-0.8wt.%。
6.根据权利要求3所述的一种冷挤压模具的制备方法,其特征在于,所述步骤4中,将混合物料通过注射成型机注射于放置有三维钼骨架模具内,注射温度为180-280℃,注射压力为50MPa-130MPa,注射完毕后顶压保压1min-5min,待自然冷却后进行脱模。
7.根据权利要求3所述的一种冷挤压模具的制备方法,其特征在于,所述步骤5中,先对预制件进行多级脱脂处理,脱脂温度为550-650℃,脱脂时间为3h-10h。
8.根据权利要求7所述的一种冷挤压模具的制备方法,其特征在于,所述步骤5中,在1200-1400℃下对预制件进行高温烧结,高温烧结时间为0.05h-0.5h。
9.根据权利要求8所述的一种冷挤压模具的制备方法,其特征在于,所述步骤5中,对预制件进行高温烧结后,先将炉温降至900-1100℃保温1-8h,随后降温至800±10℃保温30-60min,最后随炉冷却至室温。
10.根据权利要求9所述的一种冷挤压模具的制备方法,其特征在于,所述步骤5中,随炉以5℃/min~10℃/min的冷却速率冷却至室温。
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