CN111732368A - 一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法 - Google Patents

一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，耐磨碳化硅粉30‑40份、金刚砂20‑25份、超高分子量聚乙烯10‑15份、硫磷助剂0.02‑0.05份、防沉助剂0.1‑0.5份、稀释剂0.3‑0.8、粘合剂1‑5、铝硅合金粉末17‑20份。本发明通过加入耐磨碳化硅粉和金刚砂，可以利用耐磨碳化硅粉和金刚砂作为模具材料的基材，同时利用耐磨碳化硅粉和金刚砂超强的耐磨性能，增加了模具的耐磨性，而且耐高温、热导率高，同时增加了模具的耐高温和导热率，本发明通过采用等离子熔覆，在等离子束作用下，在合金模具上添加与其成分不同的粉末，经等离子束辐射，添加材料和模具表面极薄层同时熔化，快速凝固后，在模具表面形成冶金结合的功能耐磨涂层。

Description

一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及模具技术领域，具体为一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法。
背景技术
树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，树脂可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂的。树脂模具特点主要有优异的流动性，良好的操作性，室温下加入固化剂2％～3％，30分钟内还可操作，2～5小时后就会成型，具有不变形、耐高温、耐酸碱，不膨胀等优点。目前市场上的模具材料特别是模具的模都是用合成树脂制造而成的，存在着表面粗糙，收缩比例大，加工时韧性低容易崩裂，造成报废。
专利号CN201810762736.0，公开了一种模具材料配方及其制备方法，属于树脂模具材料技术领域，首先将树脂、玻璃微粉、硬脂酸锌和碳酸钙熔融分散后，添加碳酸二甲脂稀释剂来降低树脂的粘度，然后添加交联剂促使树脂和玻璃微粉之间的融合，交联完成后添加硫磷助剂、防沉助剂和粘合剂搅拌均匀混合即得模具材料。本发明相比于现有技术，首先提高了树脂表面的细腻度和韧性度，使模具更不容易崩角开裂，其次产品成本降低，在现有技术的基础上能降低20％左右，最后是收缩率降低，显著地提高了模具的精度。
但是，该发明在实际使用过程中，采用树脂等材料制成的模具材料，耐磨性能不是很好，无法有效提升模具的耐磨性，而且模具的耐高温效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，耐磨碳化硅粉30-40份、金刚砂20-25份、超高分子量聚乙烯10-15份、硫磷助剂0.02-0.05份、防沉助剂0.1-0.5份、稀释剂0.3-0.8、粘合剂1-5、铝硅合金粉末17-20份。
作为本发明的一种优选实施方式，耐磨碳化硅粉30份、金刚砂20份、超高分子量聚乙烯10份、硫磷助剂0.02份、防沉助剂0.1份、稀释剂0.3、粘合剂1、铝硅合金粉末17份。
作为本发明的一种优选实施方式，耐磨碳化硅粉35份、金刚砂23份、超高分子量聚乙烯12份、硫磷助剂0.04份、防沉助剂0.3份、稀释剂0.6份、粘合剂3粉、铝硅合金粉末18份。
作为本发明的一种优选实施方式，耐磨碳化硅粉40份、金刚砂25份、超高分子量聚乙烯15份、硫磷助剂0.05份、防沉助剂0.5份、稀释剂0.8、粘合剂5、铝硅合金粉末20份。
作为本发明的一种优选实施方式，制备步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
步骤一：首先将耐磨碳化硅粉、金刚砂和超高分子量聚乙烯按照比例放入搅拌机内部进行搅拌混合，在混合30-45min后，加入硫磷助剂、防沉助剂、粘合剂和铝硅合金粉末进行再次混合即得模具材料；
步骤二：在模具材料制成模具后，在模具表面进行等离子熔覆，在模具表面形成冶金结合的功能涂层；
步骤三：最后在模具周围喷涂碳化钨涂层；
步骤四：将处理好的模具进行包装等待出库。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤一中的搅拌机，可为超声波搅拌机、涡轮式搅拌机、旋桨式搅拌机和磁力加热搅拌机中的一种或几种。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤三中的碳化钨涂层喷涂方式，可为电弧喷涂和超音速热喷涂中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过加入耐磨碳化硅粉和金刚砂，可以利用耐磨碳化硅粉和金刚砂作为模具材料的基材，同时利用耐磨碳化硅粉和金刚砂超强的耐磨性能，增加了模具的耐磨性，而且耐高温、热导率高，同时增加了模具的耐高温和导热率，本发明通过加入铝硅合金粉末，可以进一步提升模具的耐磨性能，而且提升了模具的导热和导电性，本发明通过采用等离子熔覆，在等离子束作用下，在合金模具上添加与其成分不同的粉末，经等离子束辐射，添加材料和模具表面极薄层同时熔化，快速凝固后，在模具表面形成冶金结合的功能耐磨涂层，通过喷涂碳化钨涂层，在模具外围喷涂碳化钨涂层，使模具具有硬度高，耐磨性好和热变形量小的优点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法流程图；
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，耐磨碳化硅粉30-40份、金刚砂20-25份、超高分子量聚乙烯10-15份、硫磷助剂0.02-0.05份、防沉助剂0.1-0.5份、稀释剂0.3-0.8、粘合剂1-5、铝硅合金粉末17-20份。
进一步的，耐磨碳化硅粉30份、金刚砂20份、超高分子量聚乙烯10份、硫磷助剂0.02份、防沉助剂0.1份、稀释剂0.3、粘合剂1、铝硅合金粉末17份。
进一步的，耐磨碳化硅粉35份、金刚砂23份、超高分子量聚乙烯12份、硫磷助剂0.04份、防沉助剂0.3份、稀释剂0.6份、粘合剂3粉、铝硅合金粉末18份。
进一步的，耐磨碳化硅粉40份、金刚砂25份、超高分子量聚乙烯15份、硫磷助剂0.05份、防沉助剂0.5份、稀释剂0.8、粘合剂5、铝硅合金粉末20份。
进一步的，制备步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
步骤一：首先将耐磨碳化硅粉、金刚砂和超高分子量聚乙烯按照比例放入搅拌机内部进行搅拌混合，在混合30-45min后，加入硫磷助剂、防沉助剂、粘合剂和铝硅合金粉末进行再次混合即得模具材料；
步骤二：在模具材料制成模具后，在模具表面进行等离子熔覆，在模具表面形成冶金结合的功能涂层；
步骤三：最后在模具周围喷涂碳化钨涂层；
步骤四：将处理好的模具进行包装等待出库。
进一步的，所述步骤一中的搅拌机，可为超声波搅拌机、涡轮式搅拌机、旋桨式搅拌机和磁力加热搅拌机中的一种或几种。
进一步的，所述步骤三中的碳化钨涂层喷涂方式，可为电弧喷涂和超音速热喷涂中的一种或几种。
实施例一
所述的模具材料，包括以下原料及其重量分数：耐磨碳化硅粉30份、金刚砂20份、超高分子量聚乙烯10份、硫磷助剂0.02份、防沉助剂0.1份、稀释剂0.3、粘合剂1、铝硅合金粉末17份。
制备步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
步骤一：首先将耐磨碳化硅粉、金刚砂和超高分子量聚乙烯按照比例放入搅拌机内部进行搅拌混合，在混合30-45min后，加入硫磷助剂、防沉助剂、粘合剂和铝硅合金粉末进行再次混合即得模具材料；
步骤二：在模具材料制成模具后，在模具表面进行等离子熔覆，在模具表面形成冶金结合的功能涂层；
步骤三：最后在模具周围喷涂碳化钨涂层；
步骤四：将处理好的模具进行包装等待出库。
实施例二
所述的模具材料，包括以下原料及其重量分数：耐磨碳化硅粉35份、金刚砂23份、超高分子量聚乙烯12份、硫磷助剂0.04份、防沉助剂0.3份、稀释剂0.6份、粘合剂3粉、铝硅合金粉末18份。
制备步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
步骤一：首先将耐磨碳化硅粉、金刚砂和超高分子量聚乙烯按照比例放入搅拌机内部进行搅拌混合，在混合30-45min后，加入硫磷助剂、防沉助剂、粘合剂和铝硅合金粉末进行再次混合即得模具材料；
步骤二：在模具材料制成模具后，在模具表面进行等离子熔覆，在模具表面形成冶金结合的功能涂层；
步骤三：最后在模具周围喷涂碳化钨涂层；
步骤四：将处理好的模具进行包装等待出库。
实施例三
所述的模具材料，包括以下原料及其重量分数：耐磨碳化硅粉40份、金刚砂25份、超高分子量聚乙烯15份、硫磷助剂0.05份、防沉助剂0.5份、稀释剂0.8、粘合剂5、铝硅合金粉末20份。
制备步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
步骤一：首先将耐磨碳化硅粉、金刚砂和超高分子量聚乙烯按照比例放入搅拌机内部进行搅拌混合，在混合30-45min后，加入硫磷助剂、防沉助剂、粘合剂和铝硅合金粉末进行再次混合即得模具材料；
步骤二：在模具材料制成模具后，在模具表面进行等离子熔覆，在模具表面形成冶金结合的功能涂层；
步骤三：最后在模具周围喷涂碳化钨涂层；
步骤四：将处理好的模具进行包装等待出库。
传统模具材料数据参数表1如下：
测试项目 耐磨能力 耐高温性能 导热能力
参数指标 差 一般 一般
实施例一模具材料数据参数表2如下：
测试项目 耐磨能力 耐高温性能 导热能力
参数指标 良好 优 良好
实施例二模具材料数据参数表3如下：
测试项目 耐磨能力 耐高温性能 导热能力
参数指标 优 极优 优
实施例三模具材料数据参数表4如下：
测试项目 耐磨能力 耐高温性能 导热能力
参数指标 极优 极优 优
综上述，参照表1、表2、表3和表4的数据对比得到，本发明通过加入耐磨碳化硅粉和金刚砂，可以利用耐磨碳化硅粉和金刚砂作为模具材料的基材，同时利用耐磨碳化硅粉和金刚砂超强的耐磨性能，增加了模具的耐磨性，而且耐高温、热导率高，同时增加了模具的耐高温和导热率，本发明通过加入铝硅合金粉末，可以进一步提升模具的耐磨性能，而且提升了模具的导热和导电性，本发明通过采用等离子熔覆，在等离子束作用下，在合金模具上添加与其成分不同的粉末，经等离子束辐射，添加材料和模具表面极薄层同时熔化，快速凝固后，在模具表面形成冶金结合的功能耐磨涂层，通过喷涂碳化钨涂层，在模具外围喷涂碳化钨涂层，使模具具有硬度高，耐磨性好和热变形量小的优点。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，其特征在于：耐磨碳化硅粉30-40份、金刚砂20-25份、超高分子量聚乙烯10-15份、硫磷助剂0.02-0.05份、防沉助剂0.1-0.5份、稀释剂0.3-0.8、粘合剂1-5、铝硅合金粉末17-20份。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，其特征在于：耐磨碳化硅粉30份、金刚砂20份、超高分子量聚乙烯10份、硫磷助剂0.02份、防沉助剂0.1份、稀释剂0.3、粘合剂1、铝硅合金粉末17份。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，其特征在于：耐磨碳化硅粉35份、金刚砂23份、超高分子量聚乙烯12份、硫磷助剂0.04份、防沉助剂0.3份、稀释剂0.6份、粘合剂3粉、铝硅合金粉末18份。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，其特征在于：耐磨碳化硅粉40份、金刚砂25份、超高分子量聚乙烯15份、硫磷助剂0.05份、防沉助剂0.5份、稀释剂0.8、粘合剂5、铝硅合金粉末20份。
5.根据权利要求1所述的一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，其特征在于：制备步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
步骤一：首先将耐磨碳化硅粉、金刚砂和超高分子量聚乙烯按照比例放入搅拌机内部进行搅拌混合，在混合30-45min后，加入硫磷助剂、防沉助剂、粘合剂和铝硅合金粉末进行再次混合即得模具材料；
步骤二：在模具材料制成模具后，在模具表面进行等离子熔覆，在模具表面形成冶金结合的功能涂层；
步骤三：最后在模具周围喷涂碳化钨涂层；
步骤四：将处理好的模具进行包装等待出库。
6.根据权利要求5所述的一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤一中的搅拌机，可为超声波搅拌机、涡轮式搅拌机、旋桨式搅拌机和磁力加热搅拌机中的一种或几种。
7.根据权利要求5所述的一种高耐磨冲压模具材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤三中的碳化钨涂层喷涂方式，可为电弧喷涂和超音速热喷涂中的一种或几种。
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