CN108265215A - 一种耐磨金属陶瓷模具及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨金属陶瓷模具及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硼化钨0.2‑0.8wt％、硼化钛0.8‑1.7wt％、埃罗石纳米管1.2‑1.8wt％、氮化硅0.5‑1.3wt％、二氧化硅0.1‑0.5wt％、锆1.3‑2.5wt％、铜2.3‑5.2wt％、镍1.1‑2.8wt％，余量为钨。与现有技术相比，本发明以硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨为主要成分，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的耐磨金属陶瓷模具的耐磨性能。

Description

一种耐磨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，尤其涉及一种耐磨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。金属陶瓷是有陶瓷硬质相与金属粘结组成的一种复合材料，具有良好的力学性能和使用性能，是理想的结构材料。
现有技术中，模具及其制备方法得到了广泛的报道，例如，申请号为201610162729.8的中国专利文献报道了一种高强度模具用金属陶瓷材料及其制备方法，所述的材料包括氧化镁5-13份、硼化钨12-20份、硼化钼10-16份、硅化镍6-15份、硅化钛5-10份、氮化硅4-8份、硅化钴3-7份、氮化铬铁2-5份、镍2-6份、钒2-5份、铁2-4份；所述的制备方法包括以下步骤：(1)按重量份称取，在大型混合搅拌罐中混合；(2)把混合后的材料再在球磨机中球磨1-3h，球磨机中球料比为20:1-35:1；(3)把金属陶瓷材料从球磨机中取出，再在烧结炉内升温烧结，为高强度模具用金属陶瓷材料。申请号为201510041378.0的中国专利文献报道了一种轮胎模具用高强度铝镁合金材料，通过在铝镁合金中加入稀土元素，并优化Cu，Mg，Si，Zn，Fe，Mn，Ti，Cr和Al的元素配比，得到的铝镁合金抗拉强度(Mpa)：300-400，屈服强度(Mpa):150-200,伸长率(％)：12-14；布氏硬度HB：60-75。申请号为201510760371.4的中国专利文献报道了一种耐热高强度的模具材料，包括以下原料组分组成，按照成分比例计为：C：1.4-5.2％；Si：1.2-5.0％；Mn：0.4-1.2％；S：0.01-0.02％；Cu：0.4-1.0％；Cr：0.6-5.0％；Ti：0.4-4.8％；Mg：1-6％；Al：0.5-3.0％；Fe：80-96％。
但是，上述报道的模具的耐磨性能有待于进一步提高。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种耐磨金属陶瓷模具及其制备方法，具有良好的耐磨性能。
有鉴于此，本发明提供了一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硼化钨0.2-0.8wt％、硼化钛0.8-1.7wt％、埃罗石纳米管1.2-1.8wt％、氮化硅0.5-1.3wt％、二氧化硅0.1-0.5wt％、锆1.3-2.5wt％、铜2.3-5.2wt％、镍1.1-2.8wt％，余量为钨。
优选的，硼化钨0.2-0.6wt％。
优选的，硼化钛1.3-1.7wt％。
优选的，埃罗石纳米管1.2-1.5wt％。
优选的，氮化硅0.8-1.3wt％。
优选的，二氧化硅0.2-0.5wt％。
优选的，锆1.3-2.1wt％。
优选的，铜2.9-5.2wt％。
优选的，镍1.1-2.2wt％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的耐磨金属陶瓷模具的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1290-1320℃，然后在1250-1270℃下浇注成型，得到耐磨金属陶瓷模具。
本发明提供一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硼化钨0.2-0.8wt％、硼化钛0.8-1.7wt％、埃罗石纳米管1.2-1.8wt％、氮化硅0.5-1.3wt％、二氧化硅0.1-0.5wt％、锆1.3-2.5wt％、铜2.3-5.2wt％、镍1.1-2.8wt％，余量为钨。与现有技术相比，本发明以硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨为主要成分，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的耐磨金属陶瓷模具的耐磨性能。
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耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硼化钨0.2-0.8wt％、硼化钛0.8-1.7wt％、埃罗石纳米管1.2-1.8wt％、氮化硅0.5-1.3wt％、二氧化硅0.1-0.5wt％、锆1.3-2.5wt％、铜2.3-5.2wt％、镍1.1-2.8wt％，余量为钨。
作为优选方案，硼化钨0.2-0.6wt％，硼化钛1.3-1.7wt％，埃罗石纳米管1.2-1.5wt％，氮化硅0.8-1.3wt％，二氧化硅0.2-0.5wt％，锆1.3-2.1wt％，铜2.9-5.2wt％，镍1.1-2.2wt％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的耐磨金属陶瓷模具的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1290-1320℃，然后在1250-1270℃下浇注成型，得到耐磨金属陶瓷模具。
本发明提供一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：硼化钨0.2-0.8wt％、硼化钛0.8-1.7wt％、埃罗石纳米管1.2-1.8wt％、氮化硅0.5-1.3wt％、二氧化硅0.1-0.5wt％、锆1.3-2.5wt％、铜2.3-5.2wt％、镍1.1-2.8wt％，余量为钨。与现有技术相比，本发明以硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨为主要成分，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的耐磨金属陶瓷模具的耐磨性能。
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
一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：
硼化钨0.2wt％、硼化钛1.7wt％、埃罗石纳米管1.2wt％、氮化硅1.3wt％、二氧化硅0.1wt％、锆2.5wt％、铜2.3wt％、镍2.8wt％，余量为钨。
制备步骤：
按照重量百分比，将硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1290-1320℃，然后在1250-1270℃下浇注成型，得到耐磨金属陶瓷模具。
实施例2
一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：
硼化钨0.8wt％、硼化钛0.8wt％、埃罗石纳米管1.8wt％、氮化硅0.5wt％、二氧化硅0.5wt％、锆1.3wt％、铜5.2wt％、镍1.1wt％，余量为钨。
制备步骤：
按照重量百分比，将硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1290-1320℃，然后在1250-1270℃下浇注成型，得到耐磨金属陶瓷模具。
实施例3
一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：
硼化钨0.4wt％、硼化钛0.9wt％、埃罗石纳米管1.7wt％、氮化硅1.2wt％、二氧化硅0.3wt％、锆1.5wt％、铜2.8wt％、镍1.7wt％，余量为钨。
制备步骤：
按照重量百分比，将硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1290-1320℃，然后在1250-1270℃下浇注成型，得到耐磨金属陶瓷模具。
实施例4
一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：
硼化钨0.7wt％、硼化钛1.5wt％、埃罗石纳米管1.6wt％、氮化硅1.2wt％、二氧化硅0.3wt％、锆2.3wt％、铜3.8wt％、镍2.1wt％，余量为钨。
制备步骤：
按照重量百分比，将硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1290-1320℃，然后在1250-1270℃下浇注成型，得到耐磨金属陶瓷模具。
实施例5
一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：
硼化钨0.5wt％、硼化钛0.8wt％、埃罗石纳米管1.7wt％、氮化硅1.1wt％、二氧化硅0.4wt％、锆2.3wt％、铜4.1wt％、镍1.2wt％，余量为钨。
制备步骤：
按照重量百分比，将硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1290-1320℃，然后在1250-1270℃下浇注成型，得到耐磨金属陶瓷模具。
实施例6
一种耐磨金属陶瓷模具，按照重量百分比，由以下成分组成：
硼化钨0.7wt％、硼化钛0.8wt％、埃罗石纳米管1.6wt％、氮化硅0.8wt％、二氧化硅0.4wt％、锆2.4wt％、铜5.1wt％、镍1.8wt％，余量为钨。
制备步骤：
按照重量百分比，将硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1290-1320℃，然后在1250-1270℃下浇注成型，得到耐磨金属陶瓷模具。
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)

1.一种耐磨金属陶瓷模具，其特征在于，按照重量百分比，由以下成分组成：
硼化钨0.2-0.8wt％、硼化钛0.8-1.7wt％、埃罗石纳米管1.2-1.8wt％、氮化硅0.5-1.3wt％、二氧化硅0.1-0.5wt％、锆1.3-2.5wt％、铜2.3-5.2wt％、镍1.1-2.8wt％，余量为钨。
2.根据权利要求1所述的耐磨金属陶瓷模具，其特征在于，硼化钨0.2-0.6wt％。
3.根据权利要求1所述的耐磨金属陶瓷模具，其特征在于，硼化钛1.3-1.7wt％。
4.根据权利要求1所述的耐磨金属陶瓷模具，其特征在于，埃罗石纳米管1.2-1.5wt％。
5.根据权利要求1所述的耐磨金属陶瓷模具，其特征在于，氮化硅0.8-1.3wt％。
6.根据权利要求1所述的耐磨金属陶瓷模具，其特征在于，二氧化硅0.2-0.5wt％。
7.根据权利要求1所述的耐磨金属陶瓷模具，其特征在于，锆1.3-2.1wt％。
8.根据权利要求1所述的耐磨金属陶瓷模具，其特征在于，铜2.9-5.2wt％。
9.根据权利要求1所述的耐磨金属陶瓷模具，其特征在于，镍1.1-2.2wt％。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的耐磨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，将硼化钨、硼化钛、埃罗石纳米管、氮化硅、二氧化硅、锆、铜、镍、钨混合，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1290-1320℃，然后在1250-1270℃下浇注成型，得到耐磨金属陶瓷模具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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易健宏等: "《粉末冶金材料》", 31 July 2016 *

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