CN105886971A - 一种耐磨耐腐蚀模具材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐磨耐腐蚀模具材料及其制备方法，由碳化锆、纳米二氧化硅、氧化钴、氧化镁、五氧化二钒、氮化硅、钼、钨、镍、铁、铜、硫、铝、碳纤维、硼化钛、甲基丙烯酸丁酯、二硫化二苯并噻唑和环氧硬脂酸辛酯制备而成，按配比将上述原料混合后，放入球磨机进行球磨，得稳定的悬浮浆料，加入硼化钛、甲基丙烯酸丁酯和二硫化二苯并噻唑，球磨后真空除泡，注入成型模具中，原位凝固胶态成型，室温下干燥，脱模烘干，装炉，真空脱胶处理，通入氮气，升温升压处理，断电停炉，冷却后出炉，即成。本发明模具材料不仅具有优异的热稳定性、耐磨性、耐高温性，而且还有很好的韧性、抗热震性以及优异的机械强度，模具的使用寿命显著提高。

Description

一种耐磨耐腐蚀模具材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及模具材料领域，具体是一种耐磨耐腐蚀模具材料及其制备方法。

背景技术

模具是在我国的经济发展中发挥着越来越重要的作用，已经广泛应用于各行各业中。模具成型具有效率高、质量好、节约原材料、降低成本等许多优点。据统计，飞机、坦克、汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表等产品的60%以上的零件，自行车、洗衣机、电冰箱、电风扇、空调、照相机等产品的85%以上的零件，都要用模具生产。没有模具就没有现代化的工业发展，世界各国都非常重视模具工业。

影响模具使用寿命的因素有设计结构、成形及制造工艺、模具材料的选用、热处理工艺及表面强化、润滑及使用维护等。在模具失效的诸多因素中，由于模具用材不当而引起的失效，约占50％。由此可见，正确的用材对模具寿命起到至关重要的作用。

传统的模具材料多为纯金属合金材料，但近年来，随着加工业的不断发展壮大，对模具的质量也提出了越来越高的要求。越来越多的企业选择成本更低、更环保的材料作为模具材料，以尽可能的分摊成本投入。但由于传统的模具在高温工作环境下普遍寿命不高，经高温及长期磨损以及腐蚀的环境下，容易发生开裂损坏、腐蚀程度大，造成产品的损坏率较高，造成很大的损失以及相应的事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨耐腐蚀模具材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐磨耐腐蚀模具材料，由以下重量份的原料制备而成：碳化锆36～40份，纳米二氧化硅12～14份，氧化钴8～10份，氧化镁20～30份，五氧化二钒9～11份，氮化硅17～19份，钼3～5份，钨1～2份，镍4～6份，铁40～50份，铜20～24份，硫12～14份，铝8～10份，碳纤维20～24份，硼化钛11～13份，甲基丙烯酸丁酯17～19份，二硫化二苯并噻唑15～17份，环氧硬脂酸辛酯9～11份。

一种所述的耐磨耐腐蚀模具材料的制备方法，步骤如下：

（1）按配比将上述原料混合后，放入球磨机进行球磨8～10h，得稳定的悬浮浆料；

（2）在浆料中加入甲基丙烯酸丁酯、二硫化二苯并噻唑和环氧硬脂酸辛酯，球磨30～40min后，真空除泡10～12min；

（3）将真空除泡后的浆料注入成型模具中，原位凝固胶态成型，室温下干燥20～24h，脱模，烘干，得模具素坯；

（4）模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；

（5）脱胶完成后，通入氮气，升温至1700～1900℃，同时第一次升压至50～60kPa，恒温恒压50～60min，然后第二次升压至8～l0MPa，再恒温恒压40～50min，断电停炉，冷却后出炉，即成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明模具材料不仅具有优异的热稳定性、耐磨性、耐高温性以及耐腐蚀性，而且还有很好的韧性、抗热震性以及优异的机械强度，模具的使用寿命显著提高。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

耐磨耐腐蚀模具材料，由以下重量份的原料制备而成：碳化锆36份，纳米二氧化硅14份，氧化钴8份，氧化镁30份，五氧化二钒9份，氮化硅19份，钼3份，钨2份，镍4份，铁50份，铜20份，硫14份，铝8份，碳纤维24份，硼化钛11份，甲基丙烯酸丁酯19份，二硫化二苯并噻唑15份，环氧硬脂酸辛酯11份。

上述模具材料的制备步骤如下：

（1）按配比将上述原料混合后，放入球磨机进行球磨8h，得稳定的悬浮浆料；

（2）在浆料中加入甲基丙烯酸丁酯、二硫化二苯并噻唑和环氧硬脂酸辛酯，球磨40min后，真空除泡10min；

（3）将真空除泡后的浆料注入成型模具中，原位凝固胶态成型，室温下干燥20h，脱模，烘干，得模具素坯；

（4）模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；

（5）脱胶完成后，通入氮气，升温至1700℃，同时第一次升压至50kPa，恒温恒压60min，然后第二次升压至8MPa，再恒温恒压50min，断电停炉，冷却后出炉，即成。

实施例2

耐磨耐腐蚀模具材料，由以下重量份的原料制备而成：碳化锆38份，纳米二氧化硅13份，氧化钴9份，氧化镁25份，五氧化二钒10份，氮化硅18份，钼4，钨1.5份，镍5份，铁45份，铜22份，硫13份，铝9份，碳纤维22份，硼化钛12份，甲基丙烯酸丁酯18份，二硫化二苯并噻唑16份，环氧硬脂酸辛酯10份。

上述模具材料的制备步骤如下：

（1）按配比将上述原料混合后，放入球磨机进行球磨9h，得稳定的悬浮浆料；

（2）在浆料中加入甲基丙烯酸丁酯、二硫化二苯并噻唑和环氧硬脂酸辛酯，球磨35min后，真空除泡11min；

（3）将真空除泡后的浆料注入成型模具中，原位凝固胶态成型，室温下干燥22h，脱模，烘干，得模具素坯；

（4）模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；

（5）脱胶完成后，通入氮气，升温至1800℃，同时第一次升压至55kPa，恒温恒压55min，然后第二次升压至9MPa，再恒温恒压45min，断电停炉，冷却后出炉，即成。

实施例3

耐磨耐腐蚀模具材料，由以下重量份的原料制备而成：碳化锆40份，纳米二氧化硅12份，氧化钴10份，氧化镁20份，五氧化二钒11份，氮化硅17份，钼5份，钨1份，镍6份，铁40份，铜24份，硫12份，铝10份，碳纤维20份，硼化钛13份，甲基丙烯酸丁酯17份，二硫化二苯并噻唑17份，环氧硬脂酸辛酯9份。

上述模具材料的制备步骤如下：

（1）按配比将上述原料混合后，放入球磨机进行球磨10h，得稳定的悬浮浆料；

（2）在浆料中加入甲基丙烯酸丁酯、二硫化二苯并噻唑和环氧硬脂酸辛酯，球磨30min后，真空除泡12min；

（3）将真空除泡后的浆料注入成型模具中，原位凝固胶态成型，室温下干燥24h，脱模，烘干，得模具素坯；

（4）模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；

（5）脱胶完成后，通入氮气，升温至1900℃，同时第一次升压至60kPa，恒温恒压50min，然后第二次升压至l0MPa，再恒温恒压40min，断电停炉，冷却后出炉，即成。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (2)

1.一种耐磨耐腐蚀模具材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：碳化锆36～40份，纳米二氧化硅12～14份，氧化钴8～10份，氧化镁20～30份，五氧化二钒9～11份，氮化硅17～19份，钼3～5份，钨1～2份，镍4～6份，铁40～50份，铜20～24份，硫12～14份，铝8～10份，碳纤维20～24份，硼化钛11～13份，甲基丙烯酸丁酯17～19份，二硫化二苯并噻唑15～17份，环氧硬脂酸辛酯9～11份。

2.一种如权利要求1所述的耐磨耐腐蚀模具材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）按配比将上述原料混合后，放入球磨机进行球磨8～10h，得稳定的悬浮浆料；

（2）在浆料中加入甲基丙烯酸丁酯、二硫化二苯并噻唑和环氧硬脂酸辛酯，球磨30～40min后，真空除泡10～12min；

（3）将真空除泡后的浆料注入成型模具中，原位凝固胶态成型，室温下干燥20～24h，脱模，烘干，得模具素坯；

（4）模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；

（5）脱胶完成后，通入氮气，升温至1700～1900℃，同时第一次升压至50～60kPa，恒温恒压50～60min，然后第二次升压至8～l0MPa，再恒温恒压40～50min，断电停炉，冷却后出炉，即成。