CN110479980A - 一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料 - Google Patents

一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料，包括基体和芯层以及粘接剂；该基体由以下质量份数的原料制成：铁45‑50份、碳6‑8份、铬2‑5份、锌2‑8份、石英砂6‑10份、钙8‑10份、铌2‑3份、硅5‑10份、氮化钛1‑2份、锰1‑3份、钒0.2‑1份、纳米二氧化钛3‑6份、铝2‑8份、磷2‑3份、锝0.1‑0.5份、钴3‑7份、耐热添加剂13‑21份、韧性添加剂5‑10份。有益效果：能够有效的对高碳化钛钢结硬质合金进行成型的工作，芯层的高耐磨高韧性和高强度能够有效的增加了整个模具的使用寿命，工艺简单、使用强度大即使外部的损伤也不会影响内部的芯层使用。

Description

一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料
技术领域
本发明涉及硬质合金模具制备技术领域，具体来说，涉及一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料。
背景技术
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。
但是在硬质合金的制造中所用的模具虽然达到了硬度高的要求，但是使用寿命底下，在退模的过程中易导致模具损伤，进而不能够使用。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料，包括基体和芯层以及粘接剂；
该基体由以下质量份数的原料制成：
铁45-50份、碳6-8份、铬2-5份、锌2-8份、石英砂6-10份、钙8-10 份、铌2-3份、硅5-10份、氮化钛1-2份、锰1-3份、钒0.2-1份、纳米二氧化钛3-6份、铝2-8份、磷2-3份、锝0.1-0.5份、钴3-7份、耐热添加剂13-21份、韧性添加剂5-10份。
该芯层由以下质量份数的原料制成：
碳化钛15-21份、高速钢7-13份、抑制剂4-8份。
进一步的，所述耐热添加剂包括以下原料组份：石膏粉3-5份、陶瓷粉 5-7份、石英粉2-4份、云母粉3-5份。
进一步的，所述韧性添加剂包括以下原料组份：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 1-2份、萜烯树脂1-2份、苯乙烯-丁苯橡胶1-2份、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯1-2份、苯乙烯1-2份。
进一步的，所述粘接剂包括以下原料组份：生铁10-20份、碳2-4份、邻苯二甲酸二丁酯1-2份、乙酸乙酯1.2-1.8份。
进一步的，所述抑制剂包括以下原料组份：碳酸亚乙烯酯2-4份、二丁基二硫代氨基甲酸镍2-4份。
根据本发明的另一方面，提供了一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法。
该高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高碳化钛钢结硬质合金模具材料所需各原料；
将称取好的铁、碳、铬、锌、石英砂、钙、铌、硅、氮化钛、锰、钒、纳米二氧化钛、铝、磷、锝、、钴、石膏粉、陶瓷粉、石英粉、云母粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、萜烯树脂、苯乙烯-丁苯橡胶、苯乙酸-异戊二烯- 苯乙烯、苯乙烯分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物一；
将上述混合物一投入煅烧炉中煅烧成熔液一；
将称取好的生铁、碳、邻苯二甲酸二丁酯、乙酸乙酯分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物二；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液二；
将称取好的碳化钛、高速钢、碳酸亚乙烯酯、二丁基二硫代氨基甲酸镍分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物三；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液三；
将上述熔液一倾倒至底模具中，并且，在模具内预先插设有筒状模具一，形成产品一；
将上述带有产品一冷却至不变形的状态，拔出筒状模具一，筒状模具一在产品一上形成连接孔一；
在连接孔一的一侧位于所述产品一的表面放置筒状模具二；
将上述带有连接孔的产品一内部快速浇筑熔液二，同时进行第一次震荡，令连接孔一内注满熔液二；形成产品二；
待上述产品二的内壁冷却至不变形的状态时，拔出筒状模具二，令产品二内壁形成若干连接孔二；
在产品二内部浇筑熔液三，同时进行第二次震荡，令连接孔二内部住满熔液三；同时压铸上模具，直至成型，冷却至室温后既得产品。
进一步的，上述混合物一、混合物二以及混合物三形成前的球磨中，球磨的粒径均大于等于130目。
进一步的，上述熔液一的形成温时，所述煅烧炉的内部的温度1300摄氏度，上述熔液二的形成温时，所述煅烧炉的内部的温度600摄氏度，上述熔液三的形成温时，所述煅烧炉的内部的温度1000摄氏度。
进一步的，上述压铸上模具的压力大于等于1000MPa。
进一步的，上述第一次震荡与第二次震荡的频率均20-35KHz。
其中，本发明所采用的原料成份阐述如下：
铬：铬元素符号Cr，银白色金属，在元素周期表中属ⅥB族，铬的原子序数24，原子量51.9961，体心立方晶体，常见化合价为+3、+6和+2。氧化数为10。1797年法国化学家沃克兰(L.N.Vauquelin)在西伯利亚红铅矿(铬铅矿)中发现一种新元素，次年用碳还原，得金属铬。
锌：锌(Zinc)是一种化学元素，它的化学符号是Zn，它的原子序数是 30，是一种浅灰色的过渡金属。锌(Zinc)是第四“常见”的金属，仅次于铁、铝及铜。不过不是地壳中含量最丰富的元素(前几名是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁)。外观呈现银白色，在现代工业中对于电池制造上有不可磨灭的地位(电池表面是锌皮)，为一相当重要的金属。其密度比铁略小，呈六边形晶体结构。
石英砂：石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7。石英砂是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料，滤料等工业。
钙：石灰(氧化钙，CaO)是很有用的材料，由加热石灰石获取，且几个世纪以来被用于制作石膏和乳钵。Antoine Lavoisier把它分类为“泥土”，因为它看起来不可能进一步还原了，但他推测其是一种未知元素的氧化物。在1808 年，Humphry Davy试图电解潮湿的石灰来还原，就像他还原钠和钾一样，但他没有成功。然后他尝试石灰和氧化汞的混合物，这产生了钙和汞的合金，这不足以确定他获得了一个新的元素。(Jacob Berzelius也做了一个小型的试验，且同样获得了汞合金。)Davy尝试使用更多的石灰在这个混合物中，并生产了更多的汞合金，他蒸馏掉汞后得到了钙。
铌：铌在很多方面都与钽及锆十分相似。它会在室温下与氟反应，在200℃下与氯和氢反应，以及在400℃下与氮反应，产物一般都是间隙非整比化合物。铌金属在200℃下会在空气中氧化，且能抵御熔融碱和各种酸的侵蚀，包括王水、氢氯酸、硫酸、硝酸和磷酸等。不过氢氟酸以及氢氟酸和硝酸的混合物则可以侵蚀铌。
硅：硅(台湾地区、香港称矽xī)是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.0855，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4％，仅次于第一位的氧(49.4％)。
氮化钛：氮化钛(TiN)具有典型的NaCl型结构，属面心立方点阵，晶格常数a＝0.4241nm，其中钛原子位于面心立方的角顶。TiN是非化学计量化合物，其稳定的组成范围为TiN0.37-TiN1.16，氮的含量可以在一定的范围内变化而不引起TiN结构的变化。TiN粉末一般呈黄褐色，超细TiN粉末呈黑色，而 TiN晶体呈金黄色。TiN熔点为2950℃，密度为5.43-5.44g/cm3，莫氏硬度8-9，抗热冲击性好。TiN熔点比大多数过渡金属氮化物的熔点高，而密度却比大多数金属氮化物低，因此是一种很有特色的耐热材料。TiN的晶体结构与TiC的晶体结构相似，只是将其中的C原子置换成N原子。
锰：锰，化学符号是Mn，它的原子序数是25，是一种灰白色、硬脆、有光泽的过渡金属，纯净的金属锰是比铁稍软的金属，含少量杂质的锰坚而脆，潮湿处会氧化。锰广泛存在于自然界中，土壤中含锰0.25％，茶叶、小麦及硬壳果实含锰较多。接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干电池、染料工业等。1774年，甘恩分离出了金属锰。柏格曼将它命名为manganese(锰)。锰可用铝热法还原软锰矿制得。词条介绍了锰的发现历史、国内外发展状况、物理化学性质、制备方法、应用领域、分布情况以及安全措施等等。
钒：钒:元素符号V，银白色金属，在元素周期表中属VB族，原子序数 23，原子量50.9414，体心立方晶体,常见化合价为+5、+4、+3、+2。钒的熔点很高，常与铌、钽、钨、钼并称为难熔金属。有延展性，质坚硬，无磁性。具有耐盐酸和硫酸的本领，并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。于空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。
纳米二氧化钛：纳米二氧化钛是白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性。可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域，作为紫外线屏蔽剂，防止紫外线的侵害。也可用于高档汽车面漆，具有随角异色效应。
铝：银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。应用极为广泛。
磷：第15号化学元素，符号P。处于元素周期表的第三周期、第VA族。磷存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。磷还是使心脏有规律地跳动、维持肾脏正常机能和传达神经刺激的重要物质。没有磷时，烟酸(又称为维生素B3)不能被吸收；磷的正常机能需要维生素(维生素食品)D和钙(钙食品)来维持。
锝：锝的电化学性质介于铼和锰之间，更接近于铼。锝的重要化合物有两种氧化锝、卤化锝、两种硫化锝等。
钴：钴[gǔ]，元素符号Co，银白色铁磁性金属，表面呈银白略带淡粉色，在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族，原子序数27，原子量58.9332，密排六方晶体，常见化合价为+2、+3。钴是具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，有铁磁性，加热到1150℃时磁性消失。钴的化合价为+2价和+3价。在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成 CoO，在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。
碳化钛：化钛，英文名称为Titanium carbide，CAS号为12070-08-5，分子式为TiC，为灰色金属光泽的结晶固体，为常温密闭，阴凉通风干燥，用作切削工具材料的添加剂和金属铋、锌、镉熔融坩埚，制备半导体耐磨薄膜， HDD大容量记忆装置。
高速钢：高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。
石膏粉：解理极完全，和中等，解理片裂成面夹角为66和114的菱形体。性脆。硬度1.5～2。不同方向稍有变化。相对密度2.3。石膏粉是五大凝胶材料之一，在国民经济中占有重要的地位，广泛用于建筑、建材、工业模具和艺术模型、化学工业及农业、食品加工和医药美容等众多应用领域，是一种重要的工业原材料。
石英粉：石英粉(同石英砂)又称硅微粉。石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，密度为2.65，堆积密度(20-200目为1.5)，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1650℃。从矿山开采出的石英石经加工后，一般细度在120目以下(小于120目)的产品称石英砂。超过120目的产品称为石英粉。
云母粉：云母粉是一种非金属矿物，含有多种成分，其中主要有SiO2，含量一般在49％左右，Al2O3含量在30％左右。云母粉具有良好的弹性、韧性。绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，是一种优良的添加剂。它广泛地应用于电器、电焊条、橡胶、塑料、造纸、油漆、涂料、颜料、陶瓷、化妆品、新型建材等行业，用途极其广泛。随着科学技术的不断发展，人们开辟出了更多新的应用领域。
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，是一种热塑性弹性体。苯乙烯系热塑性弹性体(又称为苯乙烯系嵌段共聚物Styreneic Block Copolymers，简称SBCs)，目前是世界产量最大、与橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。目前，SBCs系列品种中主要有4种类型，即：苯乙烯-丁二烯 -苯乙烯嵌段共聚物(SBS)；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)；苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)；苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物(SEPS)。SEBS和SEPS分别是SBS和SIS的加氢共聚物。
萜烯树脂：萜烯树脂是一些热塑性嵌段共聚物具有色浅、低气味、高硬度、高附着力、抗氧化性和热稳定性好，相容性和溶解性好等优点，特别EVA系 SIS系，SBS系等热溶胶中具有优良的相容性和耐候性及增粘效果。其产品广泛应用于胶粘剂、接着剂、双面胶带、溶剂型胶水、书本装订版、色装、胶布、烯烃胶布、牛皮纸卡胶布、胶带标签、木工胶、压敏胶、热溶胶、密封胶、油漆和油墨及其它聚合物改质剂等方面。
苯乙烯-丁苯橡胶：苯乙烯质量含量达85％～90％的苯乙烯和丁二烯混合物经乳液聚合制得的胶乳再和丁苯橡胶胶乳混合共凝聚而得到的弹性体。
生铁：生铁是含碳量大于2％的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在 2.11％--4.3％，并含C、Si、Mn、S、P等元素，是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。
邻苯二甲酸二丁酯：邻苯二甲酸二丁酯是聚氯乙烯最常用的增塑剂，可使制品具有良好的柔软性，但挥发性和水抽出性较大，因而耐久性差。邻苯二甲酸二丁酯是硝基纤维素的优良增塑剂，凝胶化能力强，用于硝基纤维素涂料，有良好的软化作用。稳定性、耐挠曲性、黏结性和防水性均优于其他增塑剂。邻苯二甲酸二丁酯也可用作聚醋酸乙烯、醇酸树脂、硝基纤维素、乙基纤维素及氯丁橡胶、丁腈橡胶的增塑剂。
乙酸乙酯：乙酸乙酯是无色透明液体，低毒性，有甜味，浓度较高时有刺激性气味，易挥发，对空气敏感，能吸水分，使其缓慢水解而呈酸性反应。
碳酸亚乙烯酯：碳酸亚乙烯酯(Vinylene Carbonate)，又称1,3-二氧杂环戊烯-2-酮，乙烯碳酸酯。无色透明液体。用作一种锂离子电池新型有机成膜添加剂与过充电保护添加剂，还可作为制备聚碳酸乙烯酯的单体。
二丁基二硫代氨基甲酸镍：可用作聚丙烯的光稳定剂，并广泛用作合成橡胶的抗臭氧剂和光稳定剂。
本发明的有益效果为：通过设置成高强度的基体，通过粘接剂与高强度高韧性的芯层构成该模具，能够有效的对高碳化钛钢结硬质合金进行成型的工作，并且，芯层的高耐磨高韧性和高强度能够有效的增加了整个模具的使用寿命，工艺简单、使用强度大即使外部的损伤也不会影响内部的芯层使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法流程图之一；
图2是根据本发明实施例的一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法流程图之二；
图3是根据本发明实施例的一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法流程图之三。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料，包括基体和芯层以及粘接剂；
该基体由以下质量份数的原料制成：
铁45-50份、碳6-8份、铬2-5份、锌2-8份、石英砂6-10份、钙8-10 份、铌2-3份、硅5-10份、氮化钛1-2份、锰1-3份、钒0.2-1份、纳米二氧化钛3-6份、铝2-8份、磷2-3份、锝0.1-0.5份、钴3-7份、耐热添加剂13-21份、韧性添加剂5-10份。
该芯层由以下质量份数的原料制成：
碳化钛15-21份、高速钢7-13份、抑制剂4-8份。
其中，所述耐热添加剂包括以下原料组份：石膏粉3-5份、陶瓷粉5-7 份、石英粉2-4份、云母粉3-5份。
所述韧性添加剂包括以下原料组份：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯1-2份、萜烯树脂1-2份、苯乙烯-丁苯橡胶1-2份、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯1-2份、苯乙烯1-2份。
所述粘接剂包括以下原料组份：生铁10-20份、碳2-4份、邻苯二甲酸二丁酯1-2份、乙酸乙酯1.2-1.8份。
所述抑制剂包括以下原料组份：碳酸亚乙烯酯2-4份、二丁基二硫代氨基甲酸镍2-4份。
为了更清楚的理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实例对本发明的上述方案进行详细说明。
实施例一
一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料，包括基体和芯层以及粘接剂；
该基体由以下质量份数的原料制成：
铁45g、碳6g、铬2g、锌2g、石英砂6g、钙8g、铌2g、硅5g、氮化钛1g、锰1g、钒0.2g、纳米二氧化钛3g、铝2g、磷2g、锝0.1g、钴 3g、耐热添加剂13g、韧性添加剂5g。
该芯层由以下质量份数的原料制成：
碳化钛15g、高速钢7g、抑制剂4g。
其中，所述耐热添加剂包括以下原料组份：石膏粉3g、陶瓷粉5g、石英粉2g、云母粉3g。
所述韧性添加剂包括以下原料组份：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯1g、萜烯树脂1g、苯乙烯-丁苯橡胶1g、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯1g、苯乙烯1g。
所述粘接剂包括以下原料组份：生铁10g、碳2g、邻苯二甲酸二丁酯 1g、乙酸乙酯1.2g。
所述抑制剂包括以下原料组份：碳酸亚乙烯酯2g、二丁基二硫代氨基甲酸镍2g。
该高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高碳化钛钢结硬质合金模具材料所需各原料；
将称取好的铁45g、碳6g、铬2g、锌2g、石英砂6g、钙8g、铌2g、硅5g、氮化钛1g、锰1g、钒0.2g、纳米二氧化钛3g、铝2g、磷2g、锝 0.1g、钴3g、石膏粉3g、陶瓷粉5g、石英粉2g、云母粉3g、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯1g、萜烯树脂1g、苯乙烯-丁苯橡胶1g、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯1g、苯乙烯1g分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物一；
将上述混合物一投入煅烧炉中煅烧成熔液一；
将称取好的生铁10g、碳2g、邻苯二甲酸二丁酯1g、乙酸乙酯1.2g分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物二；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液二；
将称取好的碳化钛15g、高速钢7g、碳酸亚乙烯酯2g、二丁基二硫代氨基甲酸镍2g分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物三；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液三；
将上述熔液一倾倒至底模具中，并且，在模具内预先插设有筒状模具一，形成产品一；
将上述带有产品一冷却至不变形的状态，拔出筒状模具一，筒状模具一在产品一上形成连接孔一；
在连接孔一的一侧位于所述产品一的表面放置筒状模具二；
将上述带有连接孔的产品一内部快速浇筑熔液二，同时进行第一次震荡，令连接孔一内注满熔液二；形成产品二；
待上述产品二的内壁冷却至不变形的状态时，拔出筒状模具二，令产品二内壁形成若干连接孔二；
在产品二内部浇筑熔液三，同时进行第二次震荡，令连接孔二内部住满熔液三；同时压铸上模具，直至成型，冷却至室温后既得产品。
实施例二
一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料，包括基体和芯层以及粘接剂；
该基体由以下质量份数的原料制成：
铁47.5g、碳7g、铬3.5g、锌5g、石英砂8g、钙9g、铌2.5g、硅7.5g、氮化钛1.5g、锰2g、钒0.6g、纳米二氧化钛4.5g、铝5g、磷2.5g、锝0.3g、钴5g、耐热添加剂17g、韧性添加剂7.5g。
该芯层由以下质量份数的原料制成：
碳化钛18g、高速钢10g、抑制剂6g。
其中，所述耐热添加剂包括以下原料组份：石膏粉4g、陶瓷粉6g、石英粉3g、云母粉4g。
所述韧性添加剂包括以下原料组份：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯1.5g、萜烯树脂1.5g、苯乙烯-丁苯橡胶1.5g、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯1.5g、苯乙烯 1.5g。
所述粘接剂包括以下原料组份：生铁15g、碳3g、邻苯二甲酸二丁酯 1.5g、乙酸乙酯1.5g。
所述抑制剂包括以下原料组份：碳酸亚乙烯酯3g、二丁基二硫代氨基甲酸镍3g。
该高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高碳化钛钢结硬质合金模具材料所需各原料；
将称取好的铁47.5g、碳7g、铬3.5g、锌5g、石英砂8g、钙9g、铌 2.5g、硅7.5g、氮化钛1.5g、锰1.5g、钒0.6g、纳米二氧化钛4.5g、铝5g、磷2.5g、锝0.3g、钴5g、石膏粉4g、陶瓷粉6g、石英粉3g、云母粉4g、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯1.5g、萜烯树脂1.5g、苯乙烯-丁苯橡胶1.5g、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯1.5g、苯乙烯1.5g分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物一；
将上述混合物一投入煅烧炉中煅烧成熔液一；
将称取好的生铁15g、碳3g、邻苯二甲酸二丁酯1.5g、乙酸乙酯1.5g 分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物二；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液二；
将称取好的碳化钛18g、高速钢10g、碳酸亚乙烯酯3g、二丁基二硫代氨基甲酸镍3g分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物三；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液三；
将上述熔液一倾倒至底模具中，并且，在模具内预先插设有筒状模具一，形成产品一；
将上述带有产品一冷却至不变形的状态，拔出筒状模具一，筒状模具一在产品一上形成连接孔一；
在连接孔一的一侧位于所述产品一的表面放置筒状模具二；
将上述带有连接孔的产品一内部快速浇筑熔液二，同时进行第一次震荡，令连接孔一内注满熔液二；形成产品二；
待上述产品二的内壁冷却至不变形的状态时，拔出筒状模具二，令产品二内壁形成若干连接孔二；
在产品二内部浇筑熔液三，同时进行第二次震荡，令连接孔二内部住满熔液三；同时压铸上模具，直至成型，冷却至室温后既得产品。
实施例三
一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料，包括基体和芯层以及粘接剂；
该基体由以下质量份数的原料制成：
铁50g、碳8g、铬5g、锌8g、石英砂10g、钙10g、铌3g、硅10g、氮化钛2g、锰3g、钒1g、纳米二氧化钛6g、铝8g、磷3g、锝0.5g、钴 7g、耐热添加剂21g、韧性添加剂10g。
该芯层由以下质量份数的原料制成：
碳化钛21g、高速钢13g、抑制剂8g。
其中，所述耐热添加剂包括以下原料组份：石膏粉5g、陶瓷粉7g、石英粉4g、云母粉5g。
所述韧性添加剂包括以下原料组份：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯2g、萜烯树脂2g、苯乙烯-丁苯橡胶2g、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯2g、苯乙烯2g。
所述粘接剂包括以下原料组份：生铁10g、碳4g、邻苯二甲酸二丁酯 2g、乙酸乙酯1.8g。
所述抑制剂包括以下原料组份：碳酸亚乙烯酯4g、二丁基二硫代氨基甲酸镍4g。
该高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高碳化钛钢结硬质合金模具材料所需各原料；
将称取好的铁50g、碳8g、铬5g、锌8g、石英砂10g、钙10g、铌3g、硅10g、氮化钛2g、锰3g、钒1g、纳米二氧化钛6g、铝8g、磷3g、锝0.5g、钴7g、石膏粉5g、陶瓷粉7g、石英粉4g、云母粉5g、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯2g、萜烯树脂2g、苯乙烯-丁苯橡胶2g、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯2g、苯乙烯2g分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物一；
将上述混合物一投入煅烧炉中煅烧成熔液一；
将称取好的生铁20g、碳4g、邻苯二甲酸二丁酯2g、乙酸乙酯1.8g分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物二；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液二；
将称取好的碳化钛21g、高速钢13g、碳酸亚乙烯酯4g、二丁基二硫代氨基甲酸镍4g分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物三；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液三；
将上述熔液一倾倒至底模具中，并且，在模具内预先插设有筒状模具一，形成产品一；
将上述带有产品一冷却至不变形的状态，拔出筒状模具一，筒状模具一在产品一上形成连接孔一；
在连接孔一的一侧位于所述产品一的表面放置筒状模具二；
将上述带有连接孔的产品一内部快速浇筑熔液二，同时进行第一次震荡，令连接孔一内注满熔液二；形成产品二；
待上述产品二的内壁冷却至不变形的状态时，拔出筒状模具二，令产品二内壁形成若干连接孔二；
在产品二内部浇筑熔液三，同时进行第二次震荡，令连接孔二内部住满熔液三；同时压铸上模具，直至成型，冷却至室温后既得产品。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下结合附图对本发明的上述方案的流程进行详细说明，具体如下：
根据本发明的实施例，还提供了一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法。
如图1-3所示，在实际生产过程中，该高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备，包括以下步骤：
步骤S101，根据上述质量份数，称取所述高碳化钛钢结硬质合金模具材料所需各原料；
步骤S103，将称取好的铁、碳、铬、锌、石英砂、钙、铌、硅、氮化钛、锰、钒、纳米二氧化钛、铝、磷、锝、钴、石膏粉、陶瓷粉、石英粉、云母粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、萜烯树脂、苯乙烯-丁苯橡胶、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物一；
步骤S105，将上述混合物一投入煅烧炉中煅烧成熔液一；
步骤S107，将称取好的生铁、碳、邻苯二甲酸二丁酯、乙酸乙酯分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物二；
步骤S109，将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液二；
步骤S111，将称取好的碳化钛、高速钢、碳酸亚乙烯酯、二丁基二硫代氨基甲酸镍分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物三；
步骤S113，将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液三；
步骤S115，将上述熔液一倾倒至底模具中，并且，在模具内预先插设有筒状模具一，形成产品一；
步骤S117，将上述带有产品一冷却至不变形的状态，拔出筒状模具一，筒状模具一在产品一上形成连接孔一；
步骤S119，在连接孔一的一侧位于所述产品一的表面放置筒状模具二；
步骤S121，将上述带有连接孔的产品一内部快速浇筑熔液二，同时进行第一次震荡，令连接孔一内注满熔液二；形成产品二；
步骤S123，待上述产品二的内壁冷却至不变形的状态时，拔出筒状模具二，令产品二内壁形成若干连接孔二；
步骤S125，在产品二内部浇筑熔液三，同时进行第二次震荡，令连接孔二内部住满熔液三；同时压铸上模具，直至成型，冷却至室温后既得产品。
在一个实施例中，上述混合物一、混合物二以及混合物三形成前的球磨中，球磨的粒径均大于等于130目。
在一个实施例中，上述熔液一的形成温时，所述煅烧炉的内部的温度 1300摄氏度，上述熔液二的形成温时，所述煅烧炉的内部的温度600摄氏度，上述熔液三的形成温时，所述煅烧炉的内部的温度1000摄氏度。
在一个实施例中，上述压铸上模具的压力大于等于1000MPa。
在一个实施例中，上述第一次震荡与第二次震荡的频率均20-35KHz。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过设置成高强度的基体，通过粘接剂与高强度高韧性的芯层构成该模具，能够有效的对高碳化钛钢结硬质合金进行成型的工作，并且，芯层的高耐磨高韧性和高强度能够有效的增加了整个模具的使用寿命，工艺简单、使用强度大即使外部的损伤也不会影响内部的芯层使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料，其特征在于，包括基体和芯层以及粘接剂；
该基体由以下质量份数的原料制成：
铁45-50份、碳6-8份、铬2-5份、锌2-8份、石英砂6-10份、钙8-10份、铌2-3份、硅5-10份、氮化钛1-2份、锰1-3份、钒0.2-1份、纳米二氧化钛3-6份、铝2-8份、磷2-3份、锝0.1-0.5份、钴3-7份、耐热添加剂13-21份、韧性添加剂5-10份。
该芯层由以下质量份数的原料制成：
碳化钛15-21份、高速钢7-13份、抑制剂4-8份。
2.根据权利要求1所述的高碳化钛钢结硬质合金模具材料，其特征在于，所述耐热添加剂包括以下原料组份：石膏粉3-5份、陶瓷粉5-7份、石英粉2-4份、云母粉3-5份。
3.根据权利要求2所述的高碳化钛钢结硬质合金模具材料，其特征在于，所述韧性添加剂包括以下原料组份：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯1-2份、萜烯树脂1-2份、苯乙烯-丁苯橡胶1-2份、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯1-2份、苯乙烯1-2份。
4.根据权利要求3所述的高碳化钛钢结硬质合金模具材料，其特征在于，所述粘接剂包括以下原料组份：生铁10-20份、碳2-4份、邻苯二甲酸二丁酯1-2份、乙酸乙酯1.2-1.8份。
5.根据权利要求4所述的高碳化钛钢结硬质合金模具材料，其特征在于，所述抑制剂包括以下原料组份：碳酸亚乙烯酯2-4份、二丁基二硫代氨基甲酸镍2-4份。
6.一种高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法，其特征在于，用于权利要求5所述的高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备，包括以下步骤：
根据上述质量份数，称取所述高碳化钛钢结硬质合金模具材料所需各原料；
将称取好的铁、碳、铬、锌、石英砂、钙、铌、硅、氮化钛、锰、钒、纳米二氧化钛、铝、磷、锝、钴、石膏粉、陶瓷粉、石英粉、云母粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、萜烯树脂、苯乙烯-丁苯橡胶、苯乙酸-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物一；
将上述混合物一投入煅烧炉中煅烧成熔液一；
将称取好的生铁、碳、邻苯二甲酸二丁酯、乙酸乙酯分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物二；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液二；
将称取好的碳化钛、高速钢、碳酸亚乙烯酯、二丁基二硫代氨基甲酸镍分别烘干、球磨并进行混合，形成混合物三；
将上述混合物二投入煅烧炉中煅烧成熔液三；
将上述熔液一倾倒至底模具中，并且，在模具内预先插设有筒状模具一，形成产品一；
将上述带有产品一冷却至不变形的状态，拔出筒状模具一，筒状模具一在产品一上形成连接孔一；
在连接孔一的一侧位于所述产品一的表面放置筒状模具二；
将上述带有连接孔的产品一内部快速浇筑熔液二，同时进行第一次震荡，令连接孔一内注满熔液二；形成产品二；
待上述产品二的内壁冷却至不变形的状态时，拔出筒状模具二，令产品二内壁形成若干连接孔二；
在产品二内部浇筑熔液三，同时进行第二次震荡，令连接孔二内部住满熔液三；同时压铸上模具，直至成型，冷却至室温后既得产品。
7.根据权利要求6所述的高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法，其特征在于，上述混合物一、混合物二以及混合物三形成前的球磨中，球磨的粒径均大于等于130目。
8.根据权利要求7所述的高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法，其特征在于，上述熔液一的形成温时，所述煅烧炉的内部的温度1300摄氏度，上述熔液二的形成温时，所述煅烧炉的内部的温度600摄氏度，上述熔液三的形成温时，所述煅烧炉的内部的温度1000摄氏度。
9.根据权利要求8所述的高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法，其特征在于，上述压铸上模具的压力大于等于1000MPa。
10.根据权利要求9所述的高碳化钛钢结硬质合金模具材料的制备方法，其特征在于，上述第一次震荡与第二次震荡的频率均20-35KHz。
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