CN108015290A - 一种防腐耐磨损模具及其制备方法 - Google Patents

一种防腐耐磨损模具及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及模具制造技术领域，具体涉及一种防腐耐磨损模具及其制备方法；由以下重量配比的原料制成：陶瓷粉20‑26份、氮化钛12‑16份、石墨粉9‑14份、铝粉5‑9份、铍粉4‑7份、铜粉3‑8份、纳米二氧化钛8‑11份、铁粉6‑10份、硅藻土14‑18份、碳纤维6‑11份、消泡剂2‑5份和固化剂3‑7份；本发明中选用纳米二氧化钛、硅藻土、碳纤维、铍粉和铜粉作为制备模具的原料，其中纳米二氧化钛、硅藻土和碳纤维三者相互配合，使得本发明所制备的模具的抗菌性能增强，耐腐蚀性增强，再者铍粉和铜粉在高温下形成合金，使得模具的耐磨损性能得到提高；显著提高了模具寿命和铸件强度；同时，也克服了金属液渣粘附和侵蚀模具、改善了铸件表面质量、降低了生产成本。

Description

一种防腐耐磨损模具及其制备方法
技术领域
本发明涉及模具制造技术领域，具体涉及一种防腐耐磨损模具及其制备方法。
背景技术
模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。
在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模(或凸模和凹模)两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。
陶瓷模具在磨具总的构成中一直占主要地位，尽管随着结合剂材料种类的不断发展和模具种类的提高，陶瓷模具产量在模具总产量中呈下降趋势，但其在模具总量中仍占有较大比例。现有的陶瓷模具虽然强度高、硬度高和防潮的优点，但是其存在防腐性能差和不耐磨损的缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种防腐耐磨损模具及其制备方法，所制备的模具不仅具有强度高、硬度高的优点；同时还具有防腐性能好和耐磨损的优点。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种防腐耐磨损模具，由以下重量配比的原料制成：陶瓷粉20-26份、氮化钛12-16份、石墨粉9-14份、铝粉5-9份、铍粉4-7份、铜粉3-8份、纳米二氧化钛8-11份、铁粉6-10份、硅藻土14-18份、碳纤维6-11份、消泡剂2-5份和固化剂3-7份。
一种防腐耐磨损模具的制备方法，包括以下步骤：
a、按照上述重量份对各组分配比称重，并将陶瓷粉、氮化钛、硅藻土和碳纤维分别置于粉碎机中进行粉碎，并过筛，然后分别保存；
b、将步骤a中粉碎后的各物料和除石墨粉和纳米二氧化钛以外的原料混合均匀，然后转入球磨机中，球磨8-13h后，在50-70℃的温度下，真空干燥13-19h，得到球磨料；
c、将步骤b所得的球磨料与纳米氧化铝混合均匀，得到混合组分；
d、将步骤c中所得的混合组分在430-620MPa压力下制得压坯，再经过生坯车、铣加工，制成模具生坯；
e、将生坯置于真空热压烧结炉中，以一定的速度升温至1650-1730℃，并在23-38MPa压力下，烧结90-150min，经自然冷却，得模具毛坯；
f、将模具毛坯依次经过研磨和抛光制得陶瓷模具。
优选的，所述固化剂选用N，N一二乙氨基丙胺。
优选的，所述消泡剂选用聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
优选的，所述步骤a中粉碎后的各物料过200-300目筛。
优选的，所述步骤b中的球料比为15-24:1。
优选的，所述步骤e中的升温速度为10-15℃/min。
有益效果：
本发明中选用纳米二氧化钛、硅藻土、碳纤维、铍粉和铜粉作为制备模具的原料，其中纳米二氧化钛、硅藻土和碳纤维三者相互配合，使得本发明所制备的模具的抗菌性能增强，耐腐蚀性增强。再者铍粉和铜粉在高温下形成合金，使得模具的耐磨损性能得到提高；显著提高了模具寿命和铸件强度。同时，也克服了金属液渣粘附和侵蚀模具、改善了铸件表面质量、降低了生产成本。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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：
一种防腐耐磨损模具，由以下重量配比的原料制成：陶瓷粉22份、氮化钛12份、石墨粉11份、铝粉5份、铍粉5份、铜粉3份、纳米二氧化钛9份、铁粉6份、硅藻土14份、碳纤维8份、消泡剂2份和固化剂5份。
一种防腐耐磨损模具的制备方法，包括以下步骤：
a、按照上述重量份对各组分配比称重，并将陶瓷粉、氮化钛、硅藻土和碳纤维分别置于粉碎机中进行粉碎，并过筛，然后分别保存；
b、将步骤a中粉碎后的各物料和除石墨粉和纳米二氧化钛以外的原料混合均匀，然后转入球磨机中，球磨8h后，在50℃的温度下，真空干燥13h，得到球磨料；
c、将步骤b所得的球磨料与纳米氧化铝混合均匀，得到混合组分；
d、将步骤c中所得的混合组分在430MPa压力下制得压坯，再经过生坯车、铣加工，制成模具生坯；
e、将生坯置于真空热压烧结炉中，以一定的速度升温至1650℃，并在23MPa压力下，烧结90min，经自然冷却，得模具毛坯；
f、将模具毛坯依次经过研磨和抛光制得陶瓷模具。
固化剂选用N，N一二乙氨基丙胺。
消泡剂选用聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
步骤a中粉碎后的各物料过200目筛。
步骤b中的球料比为15:1。
步骤e中的升温速度为10℃/min。
实施例2：
一种防腐耐磨损模具，由以下重量配比的原料制成：陶瓷粉20份、氮化钛13份、石墨粉9份、铝粉6份、铍粉4份、铜粉5份、纳米二氧化钛8份、铁粉7份、硅藻土15份、碳纤维6份、消泡剂3份和固化剂3份。
一种防腐耐磨损模具的制备方法，包括以下步骤：
a、按照上述重量份对各组分配比称重，并将陶瓷粉、氮化钛、硅藻土和碳纤维分别置于粉碎机中进行粉碎，并过筛，然后分别保存；
b、将步骤a中粉碎后的各物料和除石墨粉和纳米二氧化钛以外的原料混合均匀，然后转入球磨机中，球磨10h后，在55℃的温度下，真空干燥15h，得到球磨料；
c、将步骤b所得的球磨料与纳米氧化铝混合均匀，得到混合组分；
d、将步骤c中所得的混合组分在500MPa压力下制得压坯，再经过生坯车、铣加工，制成模具生坯；
e、将生坯置于真空热压烧结炉中，以一定的速度升温至1680℃，并在28MPa压力下，烧结110min，经自然冷却，得模具毛坯；
f、将模具毛坯依次经过研磨和抛光制得陶瓷模具。
固化剂选用N，N一二乙氨基丙胺。
消泡剂选用聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
步骤a中粉碎后的各物料过250目筛。
步骤b中的球料比为17:1。
步骤e中的升温速度为12℃/min。
实施例3：
一种防腐耐磨损模具，由以下重量配比的原料制成：陶瓷粉26份、氮化钛15份、石墨粉14份、铝粉8份、铍粉7份、铜粉7份、纳米二氧化钛11份、铁粉9份、硅藻土17份、碳纤维11份、消泡剂4份和固化剂7份。
一种防腐耐磨损模具的制备方法，包括以下步骤：
a、按照上述重量份对各组分配比称重，并将陶瓷粉、氮化钛、硅藻土和碳纤维分别置于粉碎机中进行粉碎，并过筛，然后分别保存；
b、将步骤a中粉碎后的各物料和除石墨粉和纳米二氧化钛以外的原料混合均匀，然后转入球磨机中，球磨11h后，在65℃的温度下，真空干燥17h，得到球磨料；
c、将步骤b所得的球磨料与纳米氧化铝混合均匀，得到混合组分；
d、将步骤c中所得的混合组分在580MPa压力下制得压坯，再经过生坯车、铣加工，制成模具生坯；
e、将生坯置于真空热压烧结炉中，以一定的速度升温至1700℃，并在35MPa压力下，烧结130min，经自然冷却，得模具毛坯；
f、将模具毛坯依次经过研磨和抛光制得陶瓷模具。
固化剂选用N，N一二乙氨基丙胺。
消泡剂选用聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
步骤a中粉碎后的各物料过280目筛。
步骤b中的球料比为21:1。
步骤e中的升温速度为14℃/min。
实施例4：
一种防腐耐磨损模具，由以下重量配比的原料制成：陶瓷粉24份、氮化钛16份、石墨粉12份、铝粉9份、铍粉6份、铜粉8份、纳米二氧化钛10份、铁粉10份、硅藻土18份、碳纤维9份、消泡剂5份和固化剂6份。
一种防腐耐磨损模具的制备方法，包括以下步骤：
a、按照上述重量份对各组分配比称重，并将陶瓷粉、氮化钛、硅藻土和碳纤维分别置于粉碎机中进行粉碎，并过筛，然后分别保存；
b、将步骤a中粉碎后的各物料和除石墨粉和纳米二氧化钛以外的原料混合均匀，然后转入球磨机中，球磨13h后，在70℃的温度下，真空干燥19h，得到球磨料；
c、将步骤b所得的球磨料与纳米氧化铝混合均匀，得到混合组分；
d、将步骤c中所得的混合组分在620MPa压力下制得压坯，再经过生坯车、铣加工，制成模具生坯；
e、将生坯置于真空热压烧结炉中，以一定的速度升温至1730℃，并在38MPa压力下，烧结150min，经自然冷却，得模具毛坯；
f、将模具毛坯依次经过研磨和抛光制得陶瓷模具。
固化剂选用N，N一二乙氨基丙胺。
消泡剂选用聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
步骤a中粉碎后的各物料过300目筛。
步骤b中的球料比为24:1。
步骤e中的升温速度为15℃/min。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种防腐耐磨损模具，其特征在于：由以下重量配比的原料制成：陶瓷粉20-26份、氮化钛12-16份、石墨粉9-14份、铝粉5-9份、铍粉4-7份、铜粉3-8份、纳米二氧化钛8-11份、铁粉6-10份、硅藻土14-18份、碳纤维6-11份、消泡剂2-5份和固化剂3-7份。
2.根据权利要求1所述的一种防腐耐磨损模具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、按照上述重量份对各组分配比称重，并将陶瓷粉、氮化钛、硅藻土和碳纤维分别置于粉碎机中进行粉碎，并过筛，然后分别保存；
b、将步骤a中粉碎后的各物料和除石墨粉和纳米二氧化钛以外的原料混合均匀，然后转入球磨机中，球磨8-13h后，在50-70℃的温度下，真空干燥13-19h，得到球磨料；
c、将步骤b所得的球磨料与纳米氧化铝混合均匀，得到混合组分；
d、将步骤c中所得的混合组分在430-620MPa压力下制得压坯，再经过生坯车、铣加工，制成模具生坯；
e、将生坯置于真空热压烧结炉中，以一定的速度升温至1650-1730℃，并在23-38MPa压力下，烧结90-150min，经自然冷却，得模具毛坯；
f、将模具毛坯依次经过研磨和抛光制得陶瓷模具。
3.根据权利要求1所述的一种防腐耐磨损模具，其特征在于：所述固化剂选用N，N一二乙氨基丙胺。
4.根据权利要求1所述的一种防腐耐磨损模具，其特征在于：所述消泡剂选用聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
5.根据权利要求2所述的一种防腐耐磨损模具的制备方法，其特征在于：所述步骤a中粉碎后的各物料过200-300目筛。
6.根据权利要求2所述的一种防腐耐磨损模具的制备方法，其特征在于：所述步骤b中的球料比为15-24:1。
7.根据权利要求2所述的一种防腐耐磨损模具的制备方法，其特征在于：所述步骤e中的升温速度为10-15℃/min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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