一种高性能拉丝模模芯的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能拉丝模模芯的制造方法，该制造方法包括如下步骤：a）选材配料，b）混料压制，c）高温烧结，d）激光制芯，e）热处理。本发明揭示了一种高性能拉丝模模芯的制造方法，该制造方法工序安排合理，实施简便，成本适中，模芯材质选配合理，压制、烧结以及热处理等工艺安排有序、实施得当，最大限度的提升了模芯的综合力学性能，尤其在耐磨损方面的性能已达到了硬质合金的性能水平。
【专利说明】一种高性能拉丝模模芯的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拉丝模模芯的制造方法，一种耐磨损性能突出的铁基拉丝模模芯的制造方法，属于模具制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]拉丝模是进行金属线(棒)材料拉伸的工具，其本体主要由钢套和模芯组成，钢套通常选用为不锈钢材质，模芯可选用硬质合金、合金钢、天然金刚石或人工金刚石等材质。其中，硬质合金、天然金刚石或人工金刚石材质模芯的制备工艺复杂，成本较高，由于在线材拉拔过程中存在较大的摩擦和振动，模芯属于高损耗零件，其维修及更换的费用占到了拉拔生产总耗材的50%以上，因此，使用上述材质制得的模芯性价比不高。而现行的合金钢材质的模芯虽然在制备成本方面具有优势，但在耐磨、耐热、耐蚀等方面的性能还存在不足，使用寿命较低，成型线材的表面质量也并不高。
[0003]综上所述，如何在控制拉丝模模芯制造成本的同时，确保其良好的力学性能、使用寿命以及合理的制备工艺，成为了当前拉丝模模芯领域的重要的研究课题。
【发明内容】
[0004]针对上述需求，本发明提供了一种高性能拉丝模模芯的制造方法，该制造方法工序安排合理，实施简便，成本适中，模芯材质配制合理，压制、烧结以及热处理等工艺实施得当，制得的模芯综合力学性能突出，尤其在耐磨损方面的性能可与硬质合金媲美。
[0005]本发明是一种高性能拉丝模模芯的制造方法，该制造方法包括如下步骤:a)选材配料，b)混料压制，c)高温烧结，d)激光制芯，e)热处理。
[0006]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤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粉及纯铁粉；其中，SiC粉料的颗粒度控制在300目左右，纯铁粉料的颗粒度控制在250目左右，其他合金粉料的颗粒度控制在400目左右。
[0007]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b)中，粉料的混制在金属粉混料机中进行，混料筒的温度控制在40°C _50°C，混料过程中添加润滑剂、粘结剂和钝化剂等助剂，搅拌时间控制在4-5小时；使用双向压力机对混合料进行压制，压力机的吨位为25-30t，压制完成后还需进行脱脂、烘干、修边等处理。
[0008]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c)中，烧结操作在高温烧结炉内进行，烧结过程如下:首先，将炉温缓慢提升至700°C，耗时约为0.6-0.7小时；然后，继续提升炉温至9500C -1000°C，耗时约为0.3-0.4小时；接着，迅速将炉温提升至1150°C _1250°C，并在此温度下保温烧结1-1.2小时；最后，模芯坯料在炉内缓冷；在整个烧结过程中使用氮气作为保护气体。
[0009]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d)中，采用脉冲激光器对模芯进行模孔加工，制得的膜孔的最大孔径约为1.4mm,最小孔径约为0.8mm。
[0010]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤e)中，热处理工艺包括渗碳处理以及淬火和回火处理；其中，渗碳处理为气体渗碳处理，使用航空煤油作为渗碳剂，甲醇作为载气，丙酮作为富化气，渗碳温度控制在780-800°C，炉压为220-240Pa，渗碳时间约为40分钟，冷却方式为炉冷，制得的渗碳层厚度约为0.8-lmm ;淬火温度控制在940°C _960°C，保温1-1.2小时后在油液中冷却；回火温度控制在180°C _200°C，保温2小时后空冷。
[0011]本发明揭示了一种高性能拉丝模模芯的制造方法，该制造方法工序安排合理，实施简便，成本适中，模芯材质选配合理，压制、烧结以及热处理等工艺安排有序、实施得当，最大限度的提升了模芯的综合力学性能，尤其在耐磨损方面的性能已达到了硬质合金的性能水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明实施例高性能拉丝模模芯的制造方法的工序步骤图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0014]图1是本发明实施例高性能拉丝模模芯的制造方法的工序步骤图；该制造方法包括如下步骤:a)选材配料，b)混料压制，c)高温烧结，d)激光制芯，e)热处理。
[0015]实施例1
本发明提及的高性能拉丝模模芯的制造方法的具体制备过程如下:
a)选材配料，模芯材料的主要成分及其百分含量为:Si5.5%、Mn4%、B0.6%、Cr2.5%_3%、A12.5%、MoS2 6%, Mgl.8%，其余为纯铁粉；其中，SiC粉料的颗粒度控制在300目左右，纯铁粉料的颗粒度控制在250目左右，其他合金粉料的颗粒度控制在400目左右；模芯材料中的含碳量控制在0.2%-0.25%，杂质的含量控制在0.02%以下；
b)混料压制，粉料的混制在金属粉混料机中进行，混料筒的温度控制在40°C-50°C，混料过程中添加润滑剂、粘结剂和钝化剂等助剂，三者的质量比约为1:8:2，助剂的总质量约为模芯粉料总质量的3%，混料机的搅拌时间控制在4小时；使用双向压力机对混合料进行压制，压力机的吨位为25-30t,模芯被压制成柱状,其直径约为8mm,长度约为5cm ;模芯压制取出后，还需进行脱脂、烘干、修边等处理；
c)高温烧结，烧结操作在高温烧结炉内进行，烧结过程如下:首先，将炉温缓慢提升至700°C，耗时约为0.6小时；然后，继续提升炉温至950°C -1000°C，耗时约为0.4小时；接着，迅速将炉温提升至1150°C -1250°C，并在此温度下保温烧结I小时；最后，模芯坯料在炉内缓冷；在整个烧结过程中使用氮气作为保护气体；
d)激光制芯，采用脉冲激光器对模芯进行模孔加工，制得的膜孔的最大孔径约为1.4mm,最小孔径约为0.8mm ；
e)热处理，热处理工艺包括渗碳处理以及淬火和回火处理；其中，渗碳处理为气体渗碳处理，使用航空煤油作为渗碳剂，甲醇作为载气，丙酮作为富化气，渗碳温度控制在780-7900C，炉压为220-230Pa，渗碳时间约为40分钟，冷却方式为炉冷，制得的渗碳层厚度约为0.9mm ;淬火温度控制在940°C _950°C，保温1-1.2小时后在油液中冷却；回火温度控制在180°C _190°C，保温2小时后空冷。
[0016]实施例2
本发明提及的高性能拉丝模模芯的制造方法的具体制备过程如下:
a)选材配料，模芯材料的主要成分及其百分含量为:Si6%、Mn5%、B0.7%、Cr2.8%、A12.5%、MoS2 5%, Mgl.5%，其余为纯铁粉；其中，SiC粉料的颗粒度控制在300目左右，纯铁粉料的颗粒度控制在250目左右，其他合金粉料的颗粒度控制在400目左右；模芯材料中的含碳量控制在0.2%-0.25%，杂质的含量控制在0.02%以下；
b)混料压制，粉料的混制在金属粉混料机中进行，混料筒的温度控制在40°C-50°C，混料过程中添加润滑剂、粘结剂和钝化剂等助剂，三者的质量比约为1:8:2，助剂的总质量约为模芯粉料总质量的3.5%，混料机的搅拌时间控制在4.5-5小时；使用双向压力机对混合料进行压制，压力机的吨位为25-30t,模芯被压制成柱状,其直径约为8mm,长度约为5cm ；模芯压制取出后，还需进行脱脂、烘干、修边等处理；
c)高温烧结，烧结操作在高温烧结炉内进行，烧结过程如下:首先，将炉温缓慢提升至7000C，耗时约为0.7小时；然后，继续提升炉温至950°C -1000°C，耗时约为0.3小时；接着，迅速将炉温提升至1150°C -1250°C，并在此温度下保温烧结1.2小时；最后，模芯坯料在炉内缓冷；在整个烧结过程中使用氮气作为保护气体；
d)激光制芯，采用脉冲激光器对模芯进行模孔加工，制得的膜孔的最大孔径约为
1.4mm,最小孔径约为0.8mm ；
e)热处理，热处理工艺包括渗碳处理以及淬火和回火处理；其中，渗碳处理为气体渗碳处理，使用航空煤油作为渗碳剂，甲醇作为载气，丙酮作为富化气，渗碳温度控制在790-8000C，炉压为230-240Pa，渗碳时间约为40分钟，冷却方式为炉冷，制得的渗碳层厚度约为Imm ;淬火温度控制在950°C _960°C，保温1-1.2小时后在油液中冷却；回火温度控制在190°C _200°C，保温2小时后空冷。
[0017]本发明揭示了一种高性能拉丝模模芯的制造方法，其特点是:该制造方法工序安排合理，实施简便，成本适中，模芯材质选配合理，压制、烧结以及热处理等工艺安排有序、实施得当，最大限度的提升了模芯的综合力学性能，尤其在耐磨损方面的性能已达到了硬质合金的性能水平。
[0018]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种高性能拉丝模模芯的制造方法，其特征在于，该制造方法包括如下步骤:a)选材配料，b)混料压制，c)高温烧结，d)激光制芯，e)热处理。
2.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步骤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粉及纯铁粉；其中，SiC粉料的颗粒度控制在300目左右，纯铁粉料的颗粒度控制在250目左右，其他合金粉料的颗粒度控制在400目左右。
3.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步骤b)中，粉料的混制在金属粉混料机中进行，混料筒的温度控制在40°C -50°C，混料过程中添加润滑剂、粘结剂和钝化剂等助剂，搅拌时间控制在4-5小时；使用双向压力机对混合料进行压制，压力机的吨位为25-30t，压制完成后还需进行脱脂、烘干、修边等处理。
4.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步骤c)中，烧结操作在高温烧结炉内进行，烧结过程如下:首先，将炉温缓慢提升至700°C，耗时约为0.6-0.7小时；然后，继续提升炉温至950°C -1OOO0C，耗时约为0.3-0.4小时；接着，迅速将炉温提升至1150°C -1250°C，并在此温度下保温烧结1-1.2小时；最后，模芯坯料在炉内缓冷；在整个烧结过程中使用氮气作为保护气体。
5.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步骤d)中，采用脉冲激光器对模芯进行模孔加工，制得的膜孔的最大孔径约为1.4_，最小孔径约为 0.8mm。
6.根据权利要求1所述的高性能拉丝模模芯的制造方法，其特征在于，所述的步骤e)中，热处理工艺包括渗碳处理以及淬火和回火处理；其中，渗碳处理为气体渗碳处理，使用航空煤油作为渗碳剂，甲醇作为载气，丙酮作为富化气，渗碳温度控制在780-80(TC，炉压为220-240Pa，渗碳时间约为40分钟，冷却方式为炉冷，制得的渗碳层厚度约为.0.8-lmm ;淬火温度控制在940°C _960°C，保温1-1.2小时后在油液中冷却；回火温度控制在180°C _200°C，保温2小时后空冷。
【文档编号】B22F3/24GK103480848SQ201310454791
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】葛益军 申请人:苏州益群模具有限公司