一種紅沖模類硬質(zhì)合金模具基體形成及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種硬質(zhì)合金模具形成及制作方法，具體涉及一種紅沖模類硬質(zhì)合金模具形成及制作方法，屬硬質(zhì)合金模具制作技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
“紅沖?！睂?shí)際上就是一種硬質(zhì)合金模具中的一種，所謂“紅沖”實(shí)際上是一種熱擠壓工藝，因?yàn)樵谡憬睾Ｒ粠е圃旃I(yè)中，特別是管道五金生產(chǎn)行業(yè)，如果有人說到“熱擠壓”，能立即理會(huì)其意義的人不多，如果說到“紅沖”二字，那么內(nèi)行人就知道了它是什么樣的工藝？什么樣的模具？生產(chǎn)哪種產(chǎn)品？另外，因?yàn)椤凹t沖”這個(gè)名稱和實(shí)際的加工比較貼近的關(guān)系和比別的名稱叫的響的緣故，所以令人容易接受，屬于一種習(xí)慣性的叫法?！凹t沖”是一個(gè)新名詞，在辭典里比較難找到它的名詞的出處。因?yàn)榧t沖工藝是剛從近代精鍛和熱擠壓基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種先進(jìn)的專業(yè)工藝。隨著社會(huì)前進(jìn)，科技的發(fā)展，機(jī)械工業(yè)對(duì)機(jī)械零部件提出了新的機(jī)械強(qiáng)度要求。提高機(jī)械強(qiáng)度，一般采用兩種方法，一是改變零部件的材質(zhì)，二是改變它的加工方法。紅沖工藝就是通過改變加工方法來提高零部件的力學(xué)性能的有效方法之一，所以與其鍛造工藝一樣，有著強(qiáng)大的生命力和良好的發(fā)展前景。紅沖工藝像精鍛加工那樣將金屬坯料加熱后放在模具內(nèi)成形，但是紅沖除大型紅沖件外一般都是一次性成形，而精鍛一般為幾次壓力成形。紅沖工藝與熱擠壓相比較，金屬坯料同樣需要加熱，熱擠壓的模具與冷擠壓的模具基本上相同，金屬材料在模腔內(nèi)的流動(dòng)較為簡單，成形的零件形狀，大多數(shù)與冷擠壓零件差不多，偏向較為簡單形狀的零件成形，而紅沖模具的結(jié)構(gòu)比熱擠壓模具要復(fù)雜，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沖壓方式與型腔模的成形方式有機(jī)結(jié)合，它不僅能在壓力機(jī)上擠壓成型腔式擠壓模，而且能一次性實(shí)行多方位的脫模動(dòng)作，它在足夠強(qiáng)大的壓力下，迫使金屬材料在模腔內(nèi)通過復(fù)雜的流動(dòng)，擠壓成像型腔模(注射模)那樣形狀的復(fù)雜零部件。所以說紅沖工藝是精鍛和熱擠壓工藝的更深層次和更寬廣度的發(fā)展。
[0003]現(xiàn)有的“紅沖?！倍嗖捎糜操|(zhì)合金制作，主要有各種閥門、管接件、螺母沖模，但是現(xiàn)有的“紅沖?！逼毡榇嬖谀＞呤軣岷鬅嶙冃未?，熱應(yīng)力高的不足，并且在高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力也出現(xiàn)不足，導(dǎo)致熱沖模耐用度降低，因此很有必要對(duì)此加以改進(jìn)。
[0004]通過專利檢索沒發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術(shù)的專利文獻(xiàn)報(bào)道，與本發(fā)明有一定關(guān)系的專利主要有以下幾個(gè):
1、專利號(hào)為CN201320630738，名稱為“一種紅沖模具”的實(shí)用新型專利，該專利公開了一種紅沖模具，屬于紅沖模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域，包括模套、下凹模、沖頭、頂桿；模套上開設(shè)有縱向通孔一，下凹?？苫瑒?dòng)配合安裝在縱向通孔一內(nèi)，同時(shí)下凹模的下端面上安裝有可復(fù)位的彈性體；沖頭安裝在模套的上方，且與下凹模的位置相對(duì)應(yīng)，沖頭上開設(shè)有縱向通孔二，頂桿可滑動(dòng)配合安裝在縱向通孔二內(nèi)，沖頭下端可在縱向通孔一內(nèi)配合滑動(dòng)。
[0005]2、專利號(hào)為CN201210548698，名稱為“一種紅沖模具打料裝置”的發(fā)明專利，該專利公開了一種紅沖模具打料裝置，為沖床部件，保證坯件正常自動(dòng)脫模，無需人工脫模，保證坯件質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，包括設(shè)在機(jī)身上的沖頭，所述沖頭中設(shè)有打料桿，所述打料桿可相對(duì)沖頭上下移動(dòng)，在機(jī)身上設(shè)有導(dǎo)動(dòng)結(jié)構(gòu)可在沖壓坯件時(shí)使打料桿縮回沖頭中并在坯件脫模時(shí)使打料桿伸出沖頭將坯件推離沖頭，主要用在紅沖機(jī)床中。
[0006]3、專利號(hào)為CN201210263077，名稱為“搖臂式側(cè)抽芯平板模缸及沖床和紅沖熱成型方法”的發(fā)明專利，該專利公開了一種搖臂式側(cè)抽芯平板模缸及沖床和紅沖熱成型方法，屬于熱擠壓紅沖成型技術(shù)領(lǐng)域。通過搖臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，將沖床的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為搖臂機(jī)構(gòu)的水平滑動(dòng)，使側(cè)型芯由模缸側(cè)部熱擠壓金屬型材，不需要使金屬流動(dòng)太大，即可成型具有型腔模式的較為復(fù)雜制件，且成型件抗扭力抗拉伸強(qiáng)度高，廢品率低，生產(chǎn)效率高。并且能夠安裝在普通常用的沖床上使用，投入資金少，滿足中小企業(yè)對(duì)成本的要求。還具有原理可靠，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]上述這些專利雖然都涉及到紅沖模模具，但都只是從模具本身的結(jié)構(gòu)來對(duì)模具進(jìn)行改進(jìn)，并未考慮到硬質(zhì)合金模具基體在受熱時(shí)的熱應(yīng)力問題，因此仍存在前面所述的問題，因此仍有待進(jìn)一步加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有紅沖模硬質(zhì)合金模具存在受熱后熱變形大，熱應(yīng)力高的，并且在高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力不足的問題，提出一種新型紅沖模硬質(zhì)合金模具制作方法，該方法可以有效解決紅沖模硬質(zhì)合金模具存在受熱后熱變形大，熱應(yīng)力高的，并且在高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力不足的問題，從而提高紅沖模硬質(zhì)合金模具的使用壽命O
[0009]為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明提供了一種紅沖模類硬質(zhì)合金模具制作成型方法，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，之所以會(huì)出現(xiàn)硬質(zhì)合金基體在經(jīng)受高溫高壓后，受熱后熱變形大，熱應(yīng)力高的，并且在高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力不足，主要是硬質(zhì)合金基體本身的熱傳導(dǎo)率不夠，導(dǎo)致硬質(zhì)合金基體內(nèi)外溫差大，所以就會(huì)出現(xiàn)熱應(yīng)力大而致熱的現(xiàn)象，這樣就使得硬質(zhì)合金基體的高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力大大降低。
[0010]為此，本發(fā)明所采取的改進(jìn)技術(shù)方案就是:一種紅沖模硬質(zhì)合金模具基體形成方法，通過改變紅沖模硬質(zhì)合金模具基體的成分，在硬質(zhì)合金模具基體材料中添加碳化鈮和碳化鉻；通過碳化鈮提高合金的熱傳導(dǎo)率，減小合金內(nèi)外溫差，從而減小熱應(yīng)力；通過碳化鉻提高合金在高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力，從而提高硬質(zhì)合金模具基體的熱傳導(dǎo)率以及高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力。
[0011]進(jìn)一步地，所述的硬質(zhì)合金模具基體的成分及配方按照重量份量配比如下: 碳化鎢(Wc)69-76份
碳化鈮(Nb C)0.8-1.2份
碳化鉻(Cr3C2 )1.0-1.5 份
粘結(jié)劑20-28份。
[0012]進(jìn)一步地，所述的粘結(jié)劑為鈷(Co)、鉬(Mo)或鎳(Ni) 二種以上成分任意組合構(gòu)成，且為微米級(jí)粉末。
[0013]進(jìn)一步地，所述的Wc為非均勾結(jié)構(gòu)的碳化媽混合粉體。
[0014]進(jìn)一步地，所述的碳化媽混合粉體由粒徑在3.01-4.00 μηι、5.01-7.00 μπι和10.01-14.00 μπι三種不同顆粒大小的碳化鎢粉體組合形成非均勻結(jié)構(gòu)的碳化鎢混合粉體。
[0015]進(jìn)一步地，所述的三種不同顆粒大小的碳化鎢粉體的配比為3.01-4.00 μπι顆粒大小的碳化鎢粉體占碳化鎢總量的20-30% ;5.01-7.00 μπι顆粒大小的碳化鎢粉體占碳化鎢總量的30-40% ；10.01-14.00 μπι顆粒大小的碳化鎢粉體占碳化鎢總量的40_50%。
[0016]—種紅沖模硬質(zhì)合金模具基體制作方法，采用低壓燒結(jié)工藝，并將脫成型劑、預(yù)燒、真空燒結(jié)、低壓熱等靜壓幾個(gè)工藝合并為一道工序，在同一個(gè)設(shè)備內(nèi)完成；加熱體用石墨制造，并采用加熱區(qū)分別控制，在爐子可用空間獲得均勻性效果，從而能較好地控制碳氧平衡，很好地控制合金的碳含量，為合金綜合性能的穩(wěn)定和提高奠定的基礎(chǔ)。
[0017]進(jìn)一步地，所述的硬質(zhì)合金模具基體的制作工藝如下:
1)按照硬質(zhì)合金模具基體的成分及配方選取配料，然后采用低壓冷等靜壓預(yù)壓成型，硬質(zhì)合金模具基體的成分及配方按照重量份量配比如下:
碳化鎢(Wc)69-76份
碳化鈮(Nb C)0.8-1.2份
碳化鉻(Cr3C2 )1.0-1.5 份
粘結(jié)劑20-28份；
2)脫除成形劑及預(yù)燒；
3)真空固相燒結(jié)；
4)低壓液相燒結(jié)；
5)冷卻成型。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明在紅沖模硬質(zhì)合金模具基體材料中加入了碳化鈮和碳化鉻，并用不同的結(jié)構(gòu)的碳化鎢材料，使得紅沖模硬質(zhì)合金基體能夠得到很大的改善，主要有以下特點(diǎn):
1)加Cr3C2主要用于提高合金在高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力；
2)加NbC主要為了提高合金的熱傳導(dǎo)率，有利于減小合金內(nèi)外溫差，從而減小熱應(yīng)力；
3)Wc非均勻結(jié)構(gòu)主要用于提高合金強(qiáng)度；
4)采用低壓燒結(jié)工藝，以提高液相的流動(dòng)性、消除殘留孔隙和缺陷等從而提高硬質(zhì)合金的致密度及抗彎強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0020]實(shí)施例一
一種紅沖模硬質(zhì)合金模具基體形成方法，通過改變紅沖模硬質(zhì)合金模具基體的成分，在硬質(zhì)合金模具基體材料中添加碳化鈮和碳化鉻；通過碳化鈮提高合金的熱傳導(dǎo)率，減小合金內(nèi)外溫差，從而減小熱應(yīng)力；通過碳化鉻提高合金在高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力，從而提高硬質(zhì)合金模具基體的熱傳導(dǎo)率以及高溫下抗腐蝕和抗燒蝕的能力。
[0021]所述的硬質(zhì)合金模具基體的成分及配方按照重量份量配比如下:
碳化鎢(Wc)75-76份
碳化鈮(Nb C)0.9-1.2份
碳化鉻(Cr3C2 )1.2-1.5 份
粘結(jié)劑20-24份。
[0022]所述的粘結(jié)劑為鈷(Co)、鉬(Mo)或鎳(Ni) 二種以上成分任意組合構(gòu)成，且為微米級(jí)粉末。
[0023]所述的Wc為非均勻結(jié)構(gòu)的碳化鎢混合粉體。
[0024]所述的