一種高性能拉絲模模芯的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種高性能拉絲模模芯的制造方法，該制造方法包括如下步驟：a）選材配料，b）混料壓制，c）高溫燒結，d）激光制芯，e）熱處理。本發明揭示了一種高性能拉絲模模芯的制造方法，該制造方法工序安排合理，實施簡便，成本適中，模芯材質選配合理，壓制、燒結以及熱處理等工藝安排有序、實施得當，最大限度的提升了模芯的綜合力學性能，尤其在耐磨損方面的性能已達到了硬質合金的性能水平。
【專利說明】一種高性能拉絲模模芯的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種拉絲模模芯的制造方法，一種耐磨損性能突出的鐵基拉絲模模芯的制造方法，屬于模具制造【技術領域】。
【背景技術】
[0002]拉絲模是進行金屬線(棒)材料拉伸的工具，其本體主要由鋼套和模芯組成，鋼套通常選用為不銹鋼材質，模芯可選用硬質合金、合金鋼、天然金剛石或人工金剛石等材質。其中，硬質合金、天然金剛石或人工金剛石材質模芯的制備工藝復雜，成本較高，由于在線材拉拔過程中存在較大的摩擦和振動，模芯屬于高損耗零件，其維修及更換的費用占到了拉拔生產總耗材的50%以上，因此，使用上述材質制得的模芯性價比不高。而現行的合金鋼材質的模芯雖然在制備成本方面具有優勢，但在耐磨、耐熱、耐蝕等方面的性能還存在不足，使用壽命較低，成型線材的表面質量也并不高。
[0003]綜上所述，如何在控制拉絲模模芯制造成本的同時，確保其良好的力學性能、使用壽命以及合理的制備工藝，成為了當前拉絲模模芯領域的重要的研究課題。

【發明內容】

[0004]針對上述需求，本發明提供了一種高性能拉絲模模芯的制造方法，該制造方法工序安排合理，實施簡便，成本適中，模芯材質配制合理，壓制、燒結以及熱處理等工藝實施得當，制得的模芯綜合力學性能突出，尤其在耐磨損方面的性能可與硬質合金媲美。
[0005]本發明是一種高性能拉絲模模芯的制造方法，該制造方法包括如下步驟:a)選材配料，b)混料壓制，c)高溫燒結，d)激光制芯，e)熱處理。
[0006]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟a)中，模芯粉料的主要成分包括:Si粉、Mn粉、B粉、Cr粉、Al粉、MoS2粉、Mg粉及純鐵粉；其中，SiC粉料的顆粒度控制在300目左右，純鐵粉料的顆粒度控制在250目左右，其他合金粉料的顆粒度控制在400目左右。
[0007]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟b)中，粉料的混制在金屬粉混料機中進行，混料筒的溫度控制在40°C _50°C，混料過程中添加潤滑劑、粘結劑和鈍化劑等助劑，攪拌時間控制在4-5小時；使用雙向壓力機對混合料進行壓制，壓力機的噸位為25-30t，壓制完成后還需進行脫脂、烘干、修邊等處理。
[0008]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟c)中，燒結操作在高溫燒結爐內進行，燒結過程如下:首先，將爐溫緩慢提升至700°C，耗時約為0.6-0.7小時；然后，繼續提升爐溫至9500C -1000°C，耗時約為0.3-0.4小時；接著，迅速將爐溫提升至1150°C _1250°C，并在此溫度下保溫燒結1-1.2小時；最后，模芯坯料在爐內緩冷；在整個燒結過程中使用氮氣作為保護氣體。
[0009]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟d)中，采用脈沖激光器對模芯進行模孔加工，制得的膜孔的最大孔徑約為1.4mm,最小孔徑約為0.8mm。
[0010]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟e)中，熱處理工藝包括滲碳處理以及淬火和回火處理；其中，滲碳處理為氣體滲碳處理，使用航空煤油作為滲碳劑，甲醇作為載氣，丙酮作為富化氣，滲碳溫度控制在780-800°C，爐壓為220-240Pa，滲碳時間約為40分鐘，冷卻方式為爐冷，制得的滲碳層厚度約為0.8-lmm ;淬火溫度控制在940°C _960°C，保溫1-1.2小時后在油液中冷卻；回火溫度控制在180°C _200°C，保溫2小時后空冷。
[0011]本發明揭示了一種高性能拉絲模模芯的制造方法，該制造方法工序安排合理，實施簡便，成本適中，模芯材質選配合理，壓制、燒結以及熱處理等工藝安排有序、實施得當，最大限度的提升了模芯的綜合力學性能，尤其在耐磨損方面的性能已達到了硬質合金的性能水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明:
圖1是本發明實施例高性能拉絲模模芯的制造方法的工序步驟圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]圖1是本發明實施例高性能拉絲模模芯的制造方法的工序步驟圖；該制造方法包括如下步驟:a)選材配料，b)混料壓制，c)高溫燒結，d)激光制芯，e)熱處理。
[0015]實施例1
本發明提及的高性能拉絲模模芯的制造方法的具體制備過程如下:
a)選材配料，模芯材料的主要成分及其百分含量為:Si5.5%、Mn4%、B0.6%、Cr2.5%_3%、A12.5%、MoS2 6%, Mgl.8%，其余為純鐵粉；其中，SiC粉料的顆粒度控制在300目左右，純鐵粉料的顆粒度控制在250目左右，其他合金粉料的顆粒度控制在400目左右；模芯材料中的含碳量控制在0.2%-0.25%，雜質的含量控制在0.02%以下；
b)混料壓制，粉料的混制在金屬粉混料機中進行，混料筒的溫度控制在40°C-50°C，混料過程中添加潤滑劑、粘結劑和鈍化劑等助劑，三者的質量比約為1:8:2，助劑的總質量約為模芯粉料總質量的3%，混料機的攪拌時間控制在4小時；使用雙向壓力機對混合料進行壓制，壓力機的噸位為25-30t,模芯被壓制成柱狀,其直徑約為8mm,長度約為5cm ;模芯壓制取出后，還需進行脫脂、烘干、修邊等處理；
c)高溫燒結，燒結操作在高溫燒結爐內進行，燒結過程如下:首先，將爐溫緩慢提升至700°C，耗時約為0.6小時；然后，繼續提升爐溫至950°C -1000°C，耗時約為0.4小時；接著，迅速將爐溫提升至1150°C -1250°C，并在此溫度下保溫燒結I小時；最后，模芯坯料在爐內緩冷；在整個燒結過程中使用氮氣作為保護氣體；
d)激光制芯，采用脈沖激光器對模芯進行模孔加工，制得的膜孔的最大孔徑約為1.4mm,最小孔徑約為0.8mm ；
e)熱處理，熱處理工藝包括滲碳處理以及淬火和回火處理；其中，滲碳處理為氣體滲碳處理，使用航空煤油作為滲碳劑，甲醇作為載氣，丙酮作為富化氣，滲碳溫度控制在780-7900C，爐壓為220-230Pa，滲碳時間約為40分鐘，冷卻方式為爐冷，制得的滲碳層厚度約為0.9mm ;淬火溫度控制在940°C _950°C，保溫1-1.2小時后在油液中冷卻；回火溫度控制在180°C _190°C，保溫2小時后空冷。
[0016]實施例2
本發明提及的高性能拉絲模模芯的制造方法的具體制備過程如下:
a)選材配料，模芯材料的主要成分及其百分含量為:Si6%、Mn5%、B0.7%、Cr2.8%、A12.5%、MoS2 5%, Mgl.5%，其余為純鐵粉；其中，SiC粉料的顆粒度控制在300目左右，純鐵粉料的顆粒度控制在250目左右，其他合金粉料的顆粒度控制在400目左右；模芯材料中的含碳量控制在0.2%-0.25%，雜質的含量控制在0.02%以下；
b)混料壓制，粉料的混制在金屬粉混料機中進行，混料筒的溫度控制在40°C-50°C，混料過程中添加潤滑劑、粘結劑和鈍化劑等助劑，三者的質量比約為1:8:2，助劑的總質量約為模芯粉料總質量的3.5%，混料機的攪拌時間控制在4.5-5小時；使用雙向壓力機對混合料進行壓制，壓力機的噸位為25-30t,模芯被壓制成柱狀,其直徑約為8mm,長度約為5cm ；模芯壓制取出后，還需進行脫脂、烘干、修邊等處理；
c)高溫燒結，燒結操作在高溫燒結爐內進行，燒結過程如下:首先，將爐溫緩慢提升至7000C，耗時約為0.7小時；然后，繼續提升爐溫至950°C -1000°C，耗時約為0.3小時；接著，迅速將爐溫提升至1150°C -1250°C，并在此溫度下保溫燒結1.2小時；最后，模芯坯料在爐內緩冷；在整個燒結過程中使用氮氣作為保護氣體；
d)激光制芯，采用脈沖激光器對模芯進行模孔加工，制得的膜孔的最大孔徑約為
1.4mm,最小孔徑約為0.8mm ；
e)熱處理，熱處理工藝包括滲碳處理以及淬火和回火處理；其中，滲碳處理為氣體滲碳處理，使用航空煤油作為滲碳劑，甲醇作為載氣，丙酮作為富化氣，滲碳溫度控制在790-8000C，爐壓為230-240Pa，滲碳時間約為40分鐘，冷卻方式為爐冷，制得的滲碳層厚度約為Imm ;淬火溫度控制在950°C _960°C，保溫1-1.2小時后在油液中冷卻；回火溫度控制在190°C _200°C，保溫2小時后空冷。
[0017]本發明揭示了一種高性能拉絲模模芯的制造方法，其特點是:該制造方法工序安排合理，實施簡便，成本適中，模芯材質選配合理，壓制、燒結以及熱處理等工藝安排有序、實施得當，最大限度的提升了模芯的綜合力學性能，尤其在耐磨損方面的性能已達到了硬質合金的性能水平。
[0018]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發明所揭露的技術范圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種高性能拉絲模模芯的制造方法，其特征在于，該制造方法包括如下步驟:a)選材配料，b)混料壓制，c)高溫燒結，d)激光制芯，e)熱處理。
2.根據權利要求1所述的高性能拉絲模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步驟a)中，模芯粉料的主要成分包括:Si粉、Mn粉、B粉、Cr粉、Al粉、MoS2粉、Mg粉及純鐵粉；其中，SiC粉料的顆粒度控制在300目左右，純鐵粉料的顆粒度控制在250目左右，其他合金粉料的顆粒度控制在400目左右。
3.根據權利要求1所述的高性能拉絲模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步驟b)中，粉料的混制在金屬粉混料機中進行，混料筒的溫度控制在40°C -50°C，混料過程中添加潤滑劑、粘結劑和鈍化劑等助劑，攪拌時間控制在4-5小時；使用雙向壓力機對混合料進行壓制，壓力機的噸位為25-30t，壓制完成后還需進行脫脂、烘干、修邊等處理。
4.根據權利要求1所述的高性能拉絲模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步驟c)中，燒結操作在高溫燒結爐內進行，燒結過程如下:首先，將爐溫緩慢提升至700°C，耗時約為0.6-0.7小時；然后，繼續提升爐溫至950°C -1OOO0C，耗時約為0.3-0.4小時；接著，迅速將爐溫提升至1150°C -1250°C，并在此溫度下保溫燒結1-1.2小時；最后，模芯坯料在爐內緩冷；在整個燒結過程中使用氮氣作為保護氣體。
5.根據權利要求1所述的高性能拉絲模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步驟d)中，采用脈沖激光器對模芯進行模孔加工，制得的膜孔的最大孔徑約為1.4_，最小孔徑約為 0.8mm。
6.根據權利要求1所述的高性能拉絲模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步驟e)中，熱處理工藝包括滲碳處理以及淬火和回火處理；其中，滲碳處理為氣體滲碳處理，使用航空煤油作為滲碳劑，甲醇作為載氣，丙酮作為富化氣，滲碳溫度控制在780-80(TC，爐壓為220-240Pa，滲碳時間約為40分鐘，冷卻方式為爐冷，制得的滲碳層厚度約為.0.8-lmm ;淬火溫度控制在940°C _960°C，保溫1-1.2小時后在油液中冷卻；回火溫度控制在180°C _200°C，保溫2小時后空冷。
【文檔編號】B22F3/24GK103480848SQ201310454791
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】葛益軍 申請人:蘇州益群模具有限公司