CN106747372A - 一种耐腐蚀模具材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐腐蚀模具材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：二氧化硅5‑15份、纳米氧化铜5‑8份、苯并恶嗪10‑25份、聚六亚甲基胍1‑3份、三乙烯四胺2‑5份、水杨酸苯酯2‑8份、磷灰石2‑8份、水母2‑8份、a‑亚麻酸3‑6份、偏硼酸钡2‑4份、堇青石2‑5份、2‑乙酰基噻唑2‑8份、水70‑200份。该模具材料具有较强的耐腐蚀能力，而且原材料易得，原材料的成本也较低，生产工艺简单，降低了生产成本；而且生产周期短，增加了生产效率；另外，该模具材料还具有强度高、耐磨性能好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种模具材料，具体是一种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。近年来，越来越多的企业选择成本更低、更加环保的高分子材料作为磨具材料，但是由于高分子材料本身存在局限性，在耐腐蚀方面的效果仍然有待提高；而且现有的模具材料的仍然存在制备过程繁琐、周期较长的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种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：
一种耐腐蚀模具材料，包括以下重量份数的原料：二氧化硅5-15份、纳米氧化铜5-8份、苯并恶嗪10-25份、聚六亚甲基胍1-3份、三乙烯四胺2-5份、水杨酸苯酯2-8份、磷灰石2-8份、水母2-8份、a-亚麻酸3-6份、偏硼酸钡2-4份、堇青石2-5份、2-乙酰基噻唑2-8份、水70-200份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的原料：二氧化硅12份、纳米氧化铜6份、苯并恶嗪22份、聚六亚甲基胍1.5份、三乙烯四胺3份、水杨酸苯酯3份、磷灰石5份、水母6份、a-亚麻酸5份、偏硼酸钡3份、堇青石3份、2-乙酰基噻唑5份、水85份。
一种耐腐蚀模具材料的制备方法，具体步骤为：
(1)按照重量份数称取各原料，备用；
(2)将二氧化硅、纳米氧化铜、苯并恶嗪、聚六亚甲基胍、三乙烯四胺、水杨酸苯酯、磷灰石、a-亚麻酸、偏硼酸钡、堇青石和水放入球磨机进行球磨11-12h，得到稳定的悬浮浆料；
(3)制备水母提取物：将水母脱盐处理后，采用酸性水解剂和碱性水解剂进行水解处理，得到酸性粘稠液和碱性粘稠液；然后将酸性粘稠液和碱性粘稠液分别进行分离处理，得到酸性清液和碱性清液，再将酸性清液和碱性清液合并，得到混合清液；最后将混合清液浓缩后除去杂质，即得到水母提取物；
(4)在浆料中加入水母提取物、2-乙酰基噻唑，球磨15-25min后，真空除泡5-8min；
(5)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12-20h，脱模，烘干，得模具素坯；
(6)模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；
(7)脱胶完成后，通入氮气，先升温至500-700℃，恒温10-15min后再升温至1200-1500℃，同时第一次升压至80-85kPa，恒温恒压30-40min，然后第二次升压至6-9MPa，再恒温恒压15-20min，然后第三次升压至12-15MPa，再恒温恒压10-20min，断电停炉，冷却后出炉，即得成品。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(4)在浆料中加入水母提取物、2-乙酰基噻唑，球磨22min后，真空除泡6min。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(5)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15h，脱模，烘干，得模具素坯。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(7)脱胶完成后，通入氮气，先升温至600℃，恒温12min后再升温至1300℃，同时第一次升压至82kPa，恒温恒压35min，然后第二次升压至7MPa，再恒温恒压15-20min，然后第三次升压至13MPa，再恒温恒压16min，断电停炉，冷却后出炉，即得成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该模具材料具有较强的耐腐蚀能力，而且原材料易得，原材料的成本也较低，生产工艺简单，降低了生产成本；而且生产周期短，增加了生产效率；另外，该模具材料还具有强度高、耐磨性能好的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种耐腐蚀模具材料，包括以下重量份数的原料：二氧化硅5份、纳米氧化铜5份、苯并恶嗪10份、聚六亚甲基胍1份、三乙烯四胺2份、水杨酸苯酯2份、磷灰石2份、水母2份、a-亚麻酸3份、偏硼酸钡2份、堇青石2份、2-乙酰基噻唑2份、水70份。
一种耐腐蚀模具材料的制备方法，具体步骤为：
(1)按照重量份数称取各原料，备用；
(2)将二氧化硅、纳米氧化铜、苯并恶嗪、聚六亚甲基胍、三乙烯四胺、水杨酸苯酯、磷灰石、a-亚麻酸、偏硼酸钡、堇青石和水放入球磨机进行球磨11h，得到稳定的悬浮浆料；
(3)制备水母提取物：将水母脱盐处理后，采用酸性水解剂和碱性水解剂进行水解处理，得到酸性粘稠液和碱性粘稠液；然后将酸性粘稠液和碱性粘稠液分别进行分离处理，得到酸性清液和碱性清液，再将酸性清液和碱性清液合并，得到混合清液；最后将混合清液浓缩后除去杂质，即得到水母提取物；
(4)在浆料中加入水母提取物、2-乙酰基噻唑，球磨15min后，真空除泡5min；
(5)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12h，脱模，烘干，得模具素坯；
(6)模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；
(7)脱胶完成后，通入氮气，先升温至500℃，恒温10min后再升温至1200℃，同时第一次升压至80kPa，恒温恒压30min，然后第二次升压至6MPa，再恒温恒压15min，然后第三次升压至12MPa，再恒温恒压10min，断电停炉，冷却后出炉，即得成品。
实施例2
一种耐腐蚀模具材料，包括以下重量份数的原料：二氧化硅15份、纳米氧化铜8份、苯并恶嗪25份、聚六亚甲基胍3份、三乙烯四胺5份、水杨酸苯酯8份、磷灰石8份、水母8份、a-亚麻酸6份、偏硼酸钡4份、堇青石5份、2-乙酰基噻唑8份、水200份。
一种耐腐蚀模具材料的制备方法，具体步骤为：
(1)按照重量份数称取各原料，备用；
(2)将二氧化硅、纳米氧化铜、苯并恶嗪、聚六亚甲基胍、三乙烯四胺、水杨酸苯酯、磷灰石、a-亚麻酸、偏硼酸钡、堇青石和水放入球磨机进行球磨12h，得到稳定的悬浮浆料；
(3)制备水母提取物：将水母脱盐处理后，采用酸性水解剂和碱性水解剂进行水解处理，得到酸性粘稠液和碱性粘稠液；然后将酸性粘稠液和碱性粘稠液分别进行分离处理，得到酸性清液和碱性清液，再将酸性清液和碱性清液合并，得到混合清液；最后将混合清液浓缩后除去杂质，即得到水母提取物；
(4)在浆料中加入水母提取物、2-乙酰基噻唑，球磨25min后，真空除泡8min；
(5)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；
(6)模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；
(7)脱胶完成后，通入氮气，先升温至700℃，恒温15min后再升温至1500℃，同时第一次升压至85kPa，恒温恒压40min，然后第二次升压至9MPa，再恒温恒压20min，然后第三次升压至15MPa，再恒温恒压20min，断电停炉，冷却后出炉，即得成品。
实施例3
一种耐腐蚀模具材料，包括以下重量份数的原料：二氧化硅12份、纳米氧化铜6份、苯并恶嗪22份、聚六亚甲基胍1.5份、三乙烯四胺3份、水杨酸苯酯3份、磷灰石5份、水母6份、a-亚麻酸5份、偏硼酸钡3份、堇青石3份、2-乙酰基噻唑5份、水85份。
一种耐腐蚀模具材料的制备方法，具体步骤为：
(1)按照重量份数称取各原料，备用；
(2)将二氧化硅、纳米氧化铜、苯并恶嗪、聚六亚甲基胍、三乙烯四胺、水杨酸苯酯、磷灰石、a-亚麻酸、偏硼酸钡、堇青石和水放入球磨机进行球磨11.5h，得到稳定的悬浮浆料；
(3)制备水母提取物：将水母脱盐处理后，采用酸性水解剂和碱性水解剂进行水解处理，得到酸性粘稠液和碱性粘稠液；然后将酸性粘稠液和碱性粘稠液分别进行分离处理，得到酸性清液和碱性清液，再将酸性清液和碱性清液合并，得到混合清液；最后将混合清液浓缩后除去杂质，即得到水母提取物；
(4)在浆料中加入水母提取物、2-乙酰基噻唑，球磨22min后，真空除泡6min；
(5)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15h，脱模，烘干，得模具素坯；
(6)模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；
(7)脱胶完成后，通入氮气，先升温至600℃，恒温12min后再升温至1300℃，同时第一次升压至82kPa，恒温恒压35min，然后第二次升压至7MPa，再恒温恒压15-20min，然后第三次升压至13MPa，再恒温恒压16min，断电停炉，冷却后出炉，即得成品。
对比例1
一种耐腐蚀模具材料，包括以下重量份数的原料：二氧化硅12份、纳米氧化铜6份、苯并恶嗪22份、聚六亚甲基胍1.5份、三乙烯四胺3份、水杨酸苯酯3份、磷灰石5份、a-亚麻酸5份、偏硼酸钡3份、堇青石3份、2-乙酰基噻唑5份、水85份。
一种耐腐蚀模具材料的制备方法，具体步骤为：
(1)按照重量份数称取各原料，备用；
(2)将二氧化硅、纳米氧化铜、苯并恶嗪、聚六亚甲基胍、三乙烯四胺、水杨酸苯酯、磷灰石、a-亚麻酸、偏硼酸钡、堇青石和水放入球磨机进行球磨11.5h，得到稳定的悬浮浆料；
(3)在浆料中加入2-乙酰基噻唑，球磨22min后，真空除泡6min；
(4)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15h，脱模，烘干，得模具素坯；
(5)模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；
(6)脱胶完成后，通入氮气，先升温至600℃，恒温12min后再升温至1300℃，同时第一次升压至82kPa，恒温恒压35min，然后第二次升压至7MPa，再恒温恒压15-20min，然后第三次升压至13MPa，再恒温恒压16min，断电停炉，冷却后出炉，即得成品。
对比例2
一种耐腐蚀模具材料，包括以下重量份数的原料：二氧化硅12份、纳米氧化铜6份、苯并恶嗪22份、聚六亚甲基胍1.5份、三乙烯四胺3份、水杨酸苯酯3份、磷灰石5份、水母6份、a-亚麻酸5份、偏硼酸钡3份、堇青石3份、水85份。
一种耐腐蚀模具材料的制备方法，具体步骤为：
(1)按照重量份数称取各原料，备用；
(2)将二氧化硅、纳米氧化铜、苯并恶嗪、聚六亚甲基胍、三乙烯四胺、水杨酸苯酯、磷灰石、a-亚麻酸、偏硼酸钡、堇青石和水放入球磨机进行球磨11.5h，得到稳定的悬浮浆料；
(3)制备水母提取物：将水母脱盐处理后，采用酸性水解剂和碱性水解剂进行水解处理，得到酸性粘稠液和碱性粘稠液；然后将酸性粘稠液和碱性粘稠液分别进行分离处理，得到酸性清液和碱性清液，再将酸性清液和碱性清液合并，得到混合清液；最后将混合清液浓缩后除去杂质，即得到水母提取物；
(4)在浆料中加入水母提取物，球磨22min后，真空除泡6min；
(5)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15h，脱模，烘干，得模具素坯；
(6)模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；
(7)脱胶完成后，通入氮气，先升温至600℃，恒温12min后再升温至1300℃，同时第一次升压至82kPa，恒温恒压35min，然后第二次升压至7MPa，再恒温恒压15-20min，然后第三次升压至13MPa，再恒温恒压16min，断电停炉，冷却后出炉，即得成品。
测试实施例1-3和对比例1-2制备的模具材料的耐腐蚀性能，将实施例1-3和对比例1-2制备的模具材料分别放在5wt％的硫酸溶液中和20wt％的氢氧化钠的溶液中，放置20h。观察20h后模具材料的变化。其中，对比例1中未添加水母、对比例2中未添加2-乙酰基噻唑。实验结果如下：
实施例1-2制备的模具材料在酸液和碱液中放置20h后，无斑点、腐蚀坑情况，略有色泽变暗。
实施例3制备的模具材料在酸液和碱液中放置了20h后，无斑点、腐蚀坑情况，色泽几乎无变化。
对比例1制备的模具材料在酸液和碱液中放置了20h后，有明显的斑点、腐蚀坑、脱落情况，而且色泽明显变暗。
对比例2制备的模具材料在酸液和碱液中放置了20h后，有明显的斑点、腐蚀坑情况，而且色泽明显变暗。
实验结果可以看出，通过在原料中添加水母和2-乙酰基噻唑发生了意想不到的协同作用，可以有效提高模具材料的耐腐蚀性能。
该模具材料具有较强的耐腐蚀能力，而且原材料易得，原材料的成本也较低，生产工艺简单，降低了生产成本；而且生产周期短，增加了生产效率；另外，该模具材料还具有强度高、耐磨性能好的优点。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (6)
1.一种耐腐蚀模具材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：二氧化硅5-15份、纳米氧化铜5-8份、苯并恶嗪10-25份、聚六亚甲基胍1-3份、三乙烯四胺2-5份、水杨酸苯酯2-8份、磷灰石2-8份、水母2-8份、a-亚麻酸3-6份、偏硼酸钡2-4份、堇青石2-5份、2-乙酰基噻唑2-8份、水70-200份。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀模具材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：二氧化硅12份、纳米氧化铜6份、苯并恶嗪22份、聚六亚甲基胍1.5份、三乙烯四胺3份、水杨酸苯酯3份、磷灰石5份、水母6份、a-亚麻酸5份、偏硼酸钡3份、堇青石3份、2-乙酰基噻唑5份、水85份。
3.一种如权利要求1-2任一所述的耐腐蚀模具材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)按照重量份数称取各原料，备用；
(2)将二氧化硅、纳米氧化铜、苯并恶嗪、聚六亚甲基胍、三乙烯四胺、水杨酸苯酯、磷灰石、a-亚麻酸、偏硼酸钡、堇青石和水放入球磨机进行球磨11-12h，得到稳定的悬浮浆料；
(3)制备水母提取物：将水母脱盐处理后，采用酸性水解剂和碱性水解剂进行水解处理，得到酸性粘稠液和碱性粘稠液；然后将酸性粘稠液和碱性粘稠液分别进行分离处理，得到酸性清液和碱性清液，再将酸性清液和碱性清液合并，得到混合清液；最后将混合清液浓缩后除去杂质，即得到水母提取物；
(4)在浆料中加入水母提取物、2-乙酰基噻唑，球磨15-25min后，真空除泡5-8min；
(5)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12-20h，脱模，烘干，得模具素坯；
(6)模具素坯装模，装炉，然后进行真空脱胶处理；
(7)脱胶完成后，通入氮气，先升温至500-700℃，恒温10-15min后再升温至1200-1500℃，同时第一次升压至80-85kPa，恒温恒压30-40min，然后第二次升压至6-9MPa，再恒温恒压15-20min，然后第三次升压至12-15MPa，再恒温恒压10-20min，断电停炉，冷却后出炉，即得成品。
4.根据权利要求3所述的耐腐蚀模具材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)在浆料中加入水母提取物、2-乙酰基噻唑，球磨22min后，真空除泡6min。
5.根据权利要求3所述的耐腐蚀模具材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)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15h，脱模，烘干，得模具素坯。
6.根据权利要求3所述的耐腐蚀模具材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)脱胶完成后，通入氮气，先升温至600℃，恒温12min后再升温至1300℃，同时第一次升压至82kPa，恒温恒压35min，然后第二次升压至7MPa，再恒温恒压15-20min，然后第三次升压至13MPa，再恒温恒压16min，断电停炉，冷却后出炉，即得成品。
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