CN103341627B - 一种包裹金刚石高温烧结体的拉丝模及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包裹金刚石高温烧结体的拉丝模及其制备方法，包括将极小颗粒的金刚石颗粒粘结在不锈钢模壳的中心；将混合金属粉末放入不锈钢模壳内，在放入烧结压机上进行高温烧结压实；然后对烧结压实后的不锈钢模壳中心进行打孔制成拉丝模。拉丝模包括模壳、金属烧结块和金刚石颗粒，所述金属烧结块镶嵌在模壳内，金刚石颗粒嵌入在金属烧结块上且位于模壳的中心，所述金属烧结块的中心开设模孔。本发明的模具在使用时既保证了金刚石的强度、刚度，又提高了韧性；提高模芯韧性，模具修复次数提高到5～10次。

Description

一种包裹金刚石高温烧结体的拉丝模及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种金刚石拉丝模，尤其涉及的是一种包裹金刚石高温烧结体的拉丝模及其制备方法。
背景技术
金刚石拉丝模有两种，一种是天然金刚石拉丝模，另一种是人造聚晶金刚石拉丝模。天然金刚石具有硬度高、耐磨性好的特点，拉制的线材表面光洁度很高，由于天然金刚石在结构上具有各向异性，导致其硬度也呈现各向异性，使模孔的磨损不均匀，制品不圆整，加之价格昂贵、稀少，其使用寿命偏差很大，一般用作表面质量要求高的细线拉丝模或成品拉丝模。人造聚晶金刚石是无定向的多晶体，具有硬度高，耐磨性好，抗冲击能力强的优点。在硬度上不存在各向异性，磨损均匀，模具使用寿命长，受到拉丝模厂家的青睐，但无论是天然金刚石还是聚晶金刚石，脆性都较大，在拉丝过程中容易开裂，这是拉丝模行业研究的热点和重点。为此，如何控制拉丝模的报废率成为拉丝模行业的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种包裹金刚石高温烧结体的拉丝模及其制备方法，提高拉丝模的质量，提高模具修复次数。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明的制备方法，包括以下步骤：
(1)将部分混合金属粉末放入不锈钢模壳内，盖上压盖，在烧结压机上常温压实，取出压盖；
(2)将极小的一粒金刚石颗粒粘结在不锈钢模壳中压实的金属粉体的中心；
(3)将剩余的混合金属粉末放入不锈钢模壳内，盖上压盖，在放入烧结压机上进行高温烧结压实，所述混合金属粉末包括W25％～35％，Fe3％～9％，6u15％～25％，Ni15％～25％，Cr3％～10％，Mn4％～8％，Sn5％；
(4)然后对烧结压实后的不锈钢模壳中心进行打孔制成拉丝模。
所述步骤(2)中，金刚石颗粒为0.02克拉～0.03克拉，有效重叠面积的直径为0.5mm。
所述步骤(3)中，对加入了混合金属粉末的不锈钢模壳进行加热，加热到900～1100℃后保持温度不变，加热的同时施加压力，加热到设定温度后加压到4.5MPa然后保持压力不变，加热加压的时间为3～5min。
所述打孔过程依次为车出锥孔，激光打孔，精加工孔。
一种包裹金刚石高温烧结体的拉丝模，所述拉丝模的模芯包括模壳、压盖、金属烧结块和金刚石颗粒，所述金属烧结块镶嵌在模壳内，压盖位于金属烧结块的顶部，压盖和模壳平齐，金刚石颗粒嵌入在金属烧结块上且位于模壳的中心，所述金属烧结块的中心开设模孔。
所述金属烧结块和金刚石颗粒的底部形成反口，所述反口的高度为拉丝模的模芯高度的15％。
作为本发明的优选方式之一，所述模壳为不锈钢模壳。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明在镍基中添加不同含量的青铜、锰、钨等金属颗粒包裹碎小颗粒金刚石的材料，达到模具在使用时既保证了金刚石的强度、刚度，又提高了韧性；烧结时对金刚石模芯施加恰当的预压应力，进一步提高模芯韧性，模具修复次数提高到5～10次，成本也降低到原来的1/10。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是金刚石受预压应力与正应力示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例的拉丝模的模芯包括模壳1、金属烧结块2、压盖5和金刚石颗粒3，所述金属烧结块2镶嵌在模壳1内，压盖5位于金属烧结块2的顶部，压盖5和模壳1平齐，金刚石颗粒3嵌入在金属烧结块2上且位于模壳1的中心，所述金属烧结块2的中心开设模孔4。本实施例的模壳1为不锈钢模壳。金属烧结块2和金刚石颗粒3的底部形成反口6，所述反口6的高度为拉丝模的模芯高度的15％。
本实施例拉丝模的制备方法，包括以下步骤：
(1)将部分混合金属粉末放入不锈钢模壳1内，盖上压盖5，在烧结压机上常温压实，取出压盖5；
(2)将极小的一粒金刚石颗粒3粘结在不锈钢模壳1中压实的金属粉体的中心，本实施例的金刚石颗粒为0.02克拉，有效重叠面积的直径为0.5mm；
(3)将剩余的混合金属粉末放入不锈钢模壳1内，盖上压盖5，在放入烧结压机上进行高温烧结压实，所述混合金属粉末包括W25％，Fe3％，Cu25％，Ni25％，Cr1096，Mn7％，Sn5％；
对加入了混合金属粉末的不锈钢模壳1进行加热，加热到900℃后保持温度不变，加热的同时施加压力，加热到设定温度后加压到4.5MPa然后保持压力不变，加热加压的时间为3min。
(4)然后依次通过车出锥孔，激光打孔，精加工孔对烧结压实后的不锈钢模壳1中心进行打孔制成拉丝模。
实施例2
本实施例拉丝模的制备方法，包括以下步骤：
(1)将部分混合金属粉末放入不锈钢模壳1内，盖上压盖5，在烧结压机上常温压实，取出压盖5；
(2)将极小的一粒金刚石颗粒3粘结在不锈钢模壳1中压实的金属粉体的中心，本实施例的金刚石颗粒为0.03克拉，有效重叠面积的直径为0.5mm；
(3)将剩余的混合金属粉末放入不锈钢模壳1内，盖上压盖5，在放入烧结压机上进行高温烧结压实，所述混合金属粉末包括W35％，Fe9％，Cu20％，Ni20％，Cr3％，Mn8％，Sn5％；
对加入了混合金属粉末的不锈钢模壳1进行加热，加热到1100℃后保持温度不变，加热的同时施加压力，加热到设定温度后加压到4.5MPa然后保持压力不变，加热加压的时间为5min。
(4)然后依次通过车出锥孔，激光打孔，精加工孔对烧结压实后的不锈钢模壳1中心进行打孔制成拉丝模。其他实施方式和实施例1相同。
实施例3
本实施例拉丝模的制备方法，包括以下步骤：
(1)将部分混合金属粉末放入不锈钢模壳1内，盖上压盖5，在烧结压机上常温压实，取出压盖5；
(2)将极小的一粒金刚石颗粒3粘结在不锈钢模壳1中压实的金属粉体的中心，本实施例的金刚石颗粒为0.02克拉，有效重叠面积的直径为0.5mm；
(3)将剩余的混合金属粉末放入不锈钢模壳1内，盖上压盖5，在放入烧结压机上进行高温烧结压实，所述混合金属粉末包括W33％，Fe8％，Cu17％，Ni25％，Cr8％，Mn4％，Sn5％；
对加入了混合金属粉末的不锈钢模壳1进行加热，加热到1000℃后保持温度不变，加热的同时施加压力，加热到设定温度后加压到4.5MPa然后保持压力不变，加热加压的时间为4min。
(4)然后依次通过车出锥孔，激光打孔，精加工孔对烧结压实后的不锈钢模壳1中心进行打孔制成拉丝模。其他实施方式和实施例1相同。
本发明的拉丝模在烧结过程中是先加热后加压，这样可实现较低压力使拉丝模的模壳1变形，同时使金属粉末中部分金属达到其熔点熔化，从而能够浸润金刚石颗粒3。金属粉末在烧结过程中对金刚石颗粒3施加恰当的预压应力F’，在拉丝过程中可以抵消掉或者抵消一部分钢丝7对模壁的正应力F，如图2所示。同时在反口6处的金属烧结体2具有一定的韧性，在拉丝过程中受到冲击力时，对金刚石颗粒3也起到一定的缓冲作用，从而减少金刚石颗粒3的开裂倾向，提高模具修复次数。

Claims (6)

1.一种包裹金刚石高温烧结体的拉丝模的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将部分混合金属粉末放入不锈钢模壳内，盖上压盖，在烧结压机上常温压实，取出压盖；
(2)将极小的一粒金刚石颗粒粘结在不锈钢模壳中压实的金属粉体的中心，所述金刚石颗粒为0.02克拉～0.03克拉；
(3)将剩余的混合金属粉末放入不锈钢模壳内，盖上压盖，在放入烧结压机上进行高温烧结压实，所述混合金属粉末包括W25％～35％，Fe3％～9％，Cu15％～25％，Ni15％～25％，Cr3％～10％，Mn4％～8％，Sn5％；
(4)然后对烧结压实后的不锈钢模壳中心进行打孔制成拉丝模。
2.根据权利要求1所述的一种包裹金刚石高温烧结体的拉丝模的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，对加入了混合金属粉末的不锈钢模壳进行加热，加热到900～1100℃后保持温度不变，加热的同时施加压力，加热到设定温度后加压到4.5MPa然后保持压力不变，加热加压的时间为3～5min。
3.根据权利要求1所述的一种包裹金刚石高温烧结体的拉丝模的制备方法，其特征在于，所述打孔过程依次为车出锥孔，激光打孔，精加工孔。
4.一种如权利要求1所述的包裹金刚石高温烧结体的拉丝模，其特征在于，拉丝模的模芯包括模壳、压盖、金属烧结块和金刚石颗粒，所述金属烧结块镶嵌在模壳内，压盖位于金属烧结块的顶部，压盖和模壳平齐，金刚石颗粒嵌入在金属烧结块上且位于模壳的中心，所述金属烧结块的中心开设模孔。
5.根据权利要求4所述的包裹金刚石高温烧结体的拉丝模，其特征在于，所述金属烧结块和金刚石颗粒的底部形成反口，所述反口的高度为拉丝模的模芯高度的15％。
6.根据权利要求4所述的包裹金刚石高温烧结体的拉丝模，其特征在于，所述模壳为不锈钢模壳。
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