CN108149067A - 一种高强度金属陶瓷模具及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硅化硅0.3‑0.8wt％、三氧化二镧0.01‑0.07wt％、三氧化二铝1.1‑1.8wt％、埃罗石纳米管1.4‑1.8wt％、氧化钽0.1‑0.8wt％、钨1.4‑3.5wt％、钴0.3‑0.7wt％、铁2.2‑4.6wt％，余量为钛。与现有技术相比，本发明以硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛为主要成分，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的金属陶瓷模具的强度。实验结果表明，本发明制备的高强度金属陶瓷模具的抗拉强度为978MPa。

Description

一种高强度金属陶瓷模具及其制备方法

技术领域

本发明涉及模具技术领域，尤其涉及一种高强度金属陶瓷模具及其制备方法。

背景技术

模具是工业上用以注塑、挤出、压铸、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，模具是用来成型物品的工具，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。影响模具使用寿命因素包括：设计结构、成型、制造工艺、模具材料的选用、热处理工艺和表面强化、润滑和使用维护等。金属正确的选材对模具的质量和使用寿命至关重要。

现有技术中，模具材料及其制备方法得到了广泛的报道，例如，申请号为201710496742.1的中国专利文献报道了一种复合材料冲压模具，包括可上下移动的上模板、与所述上模板对应设置的底座、用于连接所述上模板及底座的连接杆以及用于控制所述上模具上下移动的把手，所述上模板上设有冲压模具，其中，所述底座包括顶壁、与所述顶壁对应设置的底壁以及连接所述顶壁及所述底壁的侧壁，所述顶壁、底壁及侧壁之间形成收容空间，所述底座的底壁可拆卸，所述底座的顶壁上还设有与所述冲压模具相对应且贯通设置的凹槽。申请号为201410605517.3的中国专利文献报道了一种模具，包括顶板、上模板、下模板和支承板；所述上模板固定连接在所述顶板的下端面；所述下模板固定连接在支承板的上端；所述上模板上设有上腔体，所述下模板上设有下腔体，所述上腔体与所述下腔体的位置相对应；所述上腔体的下端面和所述下腔体的上端面开设有凹槽，所述上腔体上的凹槽与所述下腔体上的凹槽通过咬合固定连接；所述下腔体一侧开设有内浇注孔，所述内浇注孔与位于所述下模板一侧的外浇注口联通。申请号为201511011973.6的中国专利文献报道了一种模具材料，包括采用70份的低碳钢，28份的黄铜，0.5份的铬，0.2份的镍，1份钛，0.3份的硅混合制成。所述材料由28份的熔融的黄铜与0.5份的铬，0.2份的镍，1份钛，0.3份的硅充分混合后加入70份的低碳钢制成。

但是，上述报道的模具的强度有待于进一步提高。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高强度金属陶瓷模具及其制备方法，强度较高。

有鉴于此，本发明提供了一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硅化硅0.3-0.8wt％、三氧化二镧0.01-0.07wt％、三氧化二铝1.1-1.8wt％、埃罗石纳米管1.4-1.8wt％、氧化钽0.1-0.8wt％、钨1.4-3.5wt％、钴0.3-0.7wt％、铁2.2-4.6wt％，余量为钛。

优选的，硅化硅0.3-0.6wt％。

优选的，三氧化二镧0.03-0.07wt％。

优选的，三氧化二铝1.5-1.8wt％。

优选的，埃罗石纳米管1.4-1.6wt％。

优选的，氧化钽0.1-0.5wt％。

优选的，钨1.9-3.5wt％。

优选的，钴0.3-0.5wt％。

优选的，铁3.1-4.6wt％。

相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的高强度金属陶瓷模具的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1100-1180℃，然后在1040-1070℃下浇注成型，得到高强度金属陶瓷模具。

本发明提供一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硅化硅0.3-0.8wt％、三氧化二镧0.01-0.07wt％、三氧化二铝1.1-1.8wt％、埃罗石纳米管1.4-1.8wt％、氧化钽0.1-0.8wt％、钨1.4-3.5wt％、钴0.3-0.7wt％、铁2.2-4.6wt％，余量为钛。与现有技术相比，本发明以硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛为主要成分，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的金属陶瓷模具的强度。实验结果表明，本发明制备的高强度金属陶瓷模具的抗拉强度为978MPa。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硅化硅0.3-0.8wt％、三氧化二镧0.01-0.07wt％、三氧化二铝1.1-1.8wt％、埃罗石纳米管1.4-1.8wt％、氧化钽0.1-0.8wt％、钨1.4-3.5wt％、钴0.3-0.7wt％、铁2.2-4.6wt％，余量为钛。

作为优选方案，硅化硅0.3-0.6wt％，三氧化二镧0.03-0.07wt％，三氧化二铝1.5-1.8wt％，埃罗石纳米管1.4-1.6wt％，氧化钽0.1-0.5wt％，钨1.9-3.5wt％，钴0.3-0.5wt％，铁3.1-4.6wt％。

相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的高强度金属陶瓷模具的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1100-1180℃，然后在1040-1070℃下浇注成型，得到高强度金属陶瓷模具。

本发明提供一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硅化硅0.3-0.8wt％、三氧化二镧0.01-0.07wt％、三氧化二铝1.1-1.8wt％、埃罗石纳米管1.4-1.8wt％、氧化钽0.1-0.8wt％、钨1.4-3.5wt％、钴0.3-0.7wt％、铁2.2-4.6wt％，余量为钛。与现有技术相比，本发明以硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛为主要成分，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的金属陶瓷模具的强度。实验结果表明，本发明制备的高强度金属陶瓷模具的抗拉强度为982MPa。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

本发明实施例采用的原料均为市购。

实施例1

一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：

硅化硅0.3wt％、三氧化二镧0.07wt％、三氧化二铝1.1wt％、埃罗石纳米管1.8wt％、氧化钽0.1wt％、钨3.5wt％、钴0.3wt％、铁4.6wt％，余量为钛。

制备步骤：

按照重量百分比，将硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1100-1180℃，然后在1040-1070℃下浇注成型，得到高强度金属陶瓷模具。

对本实施例制备的高强度金属陶瓷模具的性能进行检测，其抗拉强度为978MPa。

实施例2

一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：

硅化硅0.8wt％、三氧化二镧0.01wt％、三氧化二铝1.8wt％、埃罗石纳米管1.4wt％、氧化钽0.8wt％、钨1.4wt％、钴0.7wt％、铁2.2wt％，余量为钛。

制备步骤：

按照重量百分比，将硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1100-1180℃，然后在1040-1070℃下浇注成型，得到高强度金属陶瓷模具。

对本实施例制备的高强度金属陶瓷模具的性能进行检测，其抗拉强度为975MPa。

实施例3

一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：

硅化硅0.5wt％、三氧化二镧0.02wt％、三氧化二铝1.6wt％、埃罗石纳米管1.6wt％、氧化钽0.4wt％、钨3.2wt％、钴0.6wt％、铁4.5wt％，余量为钛。

制备步骤：

按照重量百分比，将硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1100-1180℃，然后在1040-1070℃下浇注成型，得到高强度金属陶瓷模具。

对本实施例制备的高强度金属陶瓷模具的性能进行检测，其抗拉强度为979MPa。

实施例4

一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：

硅化硅0.7wt％、三氧化二镧0.06wt％、三氧化二铝1.5wt％、埃罗石纳米管1.5wt％、氧化钽0.7wt％、钨3.1wt％、钴0.6wt％、铁3.8wt％，余量为钛。

制备步骤：

按照重量百分比，将硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1100-1180℃，然后在1040-1070℃下浇注成型，得到高强度金属陶瓷模具。

对本实施例制备的高强度金属陶瓷模具的性能进行检测，其抗拉强度为982MPa。

实施例5

一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：

硅化硅0.5wt％、三氧化二镧0.02wt％、三氧化二铝1.6wt％、埃罗石纳米管1.8wt％、氧化钽0.2wt％、钨1.9wt％、钴0.6wt％、铁3.7wt％，余量为钛。

制备步骤：

按照重量百分比，将硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1100-1180℃，然后在1040-1070℃下浇注成型，得到高强度金属陶瓷模具。

对本实施例制备的高强度金属陶瓷模具的性能进行检测，其抗拉强度为975MPa。

实施例6

一种高强度金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：

硅化硅0.7wt％、三氧化二镧0.02wt％、三氧化二铝1.4wt％、埃罗石纳米管1.5wt％、氧化钽0.6wt％、钨3.3wt％、钴0.6wt％、铁4.5wt％，余量为钛。

制备步骤：

按照重量百分比，将硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1100-1180℃，然后在1040-1070℃下浇注成型，得到高强度金属陶瓷模具。

对本实施例制备的高强度金属陶瓷模具的性能进行检测，其抗拉强度为979MPa。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高强度金属陶瓷模具，其特征在于，按照重量百分比，由以下成分组成：

硅化硅0.3-0.8wt％、三氧化二镧0.01-0.07wt％、三氧化二铝1.1-1.8wt％、埃罗石纳米管1.4-1.8wt％、氧化钽0.1-0.8wt％、钨1.4-3.5wt％、钴0.3-0.7wt％、铁2.2-4.6wt％，余量为钛。

2.根据权利要求1所述的高强度金属陶瓷模具，其特征在于，硅化硅0.3-0.6wt％。

3.根据权利要求1所述的高强度金属陶瓷模具，其特征在于，三氧化二镧0.03-0.07wt％。

4.根据权利要求1所述的高强度金属陶瓷模具，其特征在于，三氧化二铝1.5-1.8wt％。

5.根据权利要求1所述的高强度金属陶瓷模具，其特征在于，埃罗石纳米管1.4-1.6wt％。

6.根据权利要求1所述的高强度金属陶瓷模具，其特征在于，氧化钽0.1-0.5wt％。

7.根据权利要求1所述的高强度金属陶瓷模具，其特征在于，钨1.9-3.5wt％。

8.根据权利要求1所述的高强度金属陶瓷模具，其特征在于，钴0.3-0.5wt％。

9.根据权利要求1所述的高强度金属陶瓷模具，其特征在于，铁3.1-4.6wt％。

10.一种权利要求1-9任意一项所述的高强度金属陶瓷模具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照重量百分比，将硅化硅、三氧化二镧、三氧化二铝、埃罗石纳米管、氧化钽、钨、钴、铁、钛混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1100-1180℃，然后在1040-1070℃下浇注成型，得到高强度金属陶瓷模具。