CN103480848A

CN103480848A - 一种高性能拉丝模模芯的制造方法

Info

Publication number: CN103480848A
Application number: CN201310454791.0A
Authority: CN
Inventors: 葛益军
Original assignee: SUZHOU YIQUN PRECISION CO Ltd
Current assignee: SUZHOU YIQUN PRECISION CO Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-01-01

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

一种高性能拉丝模模芯的制造方法

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

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；

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

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。