一种陶瓷拉丝模材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷拉丝模材料的制备方法，属于拉丝模材料技术领域。本发明专利技术取球磨后的钢化玻璃粉末铺设于不锈钢模底部并进行压制，再铺设一层氧化铝、碳化钛等球磨后的混合粉末压制，继续铺设一层钢化玻璃粉末压制后置于模具中保温熔融，脱模、球磨后即得陶瓷拉丝模材料，本发明专利技术以钢化玻璃粉末作为基料铺底，钢化玻璃强度高，且热稳定性较佳，耐急冷急热性质较之传统玻璃3～5倍的提高，经实例证明，拉丝模材料在拉丝过程中与金属丝不粘附，可耐高温500～800℃，且拉丝模力学性能和硬度提高，机加工量少，适合批量生产，具有广阔的经济前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种陶瓷拉丝模材料的制备方法，属于拉丝模材料

技术介绍
20世纪初陶瓷材料步入工业应用领域后，与金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料。陶瓷材料具有许多其它材料不具备的优点，如独特的高硬度、耐磨损、抗腐蚀及耐高温等优良特性，因此在许多领域中得到广泛的应用。陶瓷材料的研究已经遍及各种氧化物、氮化物、碳化物和硼化物陶瓷，并已在某些领域取得了较大的进展。国外金属制品工业为提高生产竞争能力，越来越重视拉丝模的质量和制造工艺的改进，从提高拉丝模寿命入手，对拉丝模的材质、结构、制造工艺、制造设备以及检测仪器等进行了系统的研究，开发出复合拉丝模、拉丝模新材料、表面涂层新技术、拉丝模新的孔型设计方法等，推动了世界拉丝生产的发展。拉丝模作为金属线材拉丝成形工艺中的关键部件，是一种典型的易耗损零件。通常用的金属线材拉丝模多采用硬质合金粉末或陶瓷粉末烧结制成，其生产工艺为：粉体混合—素坯成型—高温烧结—磨削加工。由于烧结后的材料极难加工，因此，最后的磨削加工用时多，刀具消耗大，使得高品质拉丝模的成本居高不下。此外，在拉丝成形过程中模口部分温度升高很快，同时服役环境恶劣，因此拉丝模很快磨损失效，不得不停止生产，更换新的拉丝模，这也使得模具成本在拉丝成形的金属线材产品中所占比重居高不下；同时由于频繁更换模具，降低了生产效率。传统拉丝模材料通常采用硬质合金拉丝模，由于在拉丝过程中容易与金属丝引起粘附作用，影响金属丝表面性能，尤其是拉制有色硬质丝材如W，Mo丝时，在高温状况下操作，则影响更甚。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对目前拉丝模材料在拉丝过程中存在与金属丝引起粘附作用，导致金属丝的表面性能和使用性能降低，导致其硬度和耐磨性能较差的缺陷，本专利技术取球磨后的钢化玻璃粉末铺设于不锈钢模底部并进行压制，再铺设一层氧化铝、碳化钛等球磨后的混合粉末压制，继续铺设一层钢化玻璃粉末压制后置于模具中保温熔融，脱模、球磨后即得陶瓷拉丝模材料，本专利技术以钢化玻璃粉末作为基料铺底，钢化玻璃强度高，且热稳定性较佳，耐急冷急热性质较之传统玻璃3～5倍的提高，通过钢化玻璃包覆陶瓷材料，有效防止其与金属发生粘附，经实例证明，拉丝模材料在拉丝过程中与金属丝不粘附，可耐高温500～800℃，且拉丝模力学性能和硬度提高，机加工量少，适合批量生产，具有广阔的经济前景。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）收集废弃钢化玻璃，将其洗净后自然晾干，随后破碎至直径为1cm的钢化玻璃碎块，在250～300r/min下球磨10～12h，过200目筛，收集得钢化玻璃粉末，备用；（2）按重量份数计，分别称量45～50份氧化铝、45～50份碳化钛、5～10份氧化镁、3～5份氧化钇和5～8份金属镍置于球磨罐中，在650～700r/min下球磨20～24h，随后过200目筛，制备得混合粉末；（3）将步骤（1）制备的钢化玻璃粉末铺设至10cm×10cm×10cm的不锈钢模具底部，控制铺设厚度为1.5～2.0cm，在5～10MPa下压制5～8s后，再在钢化玻璃粉末层上铺设一层3～4cm厚的上述制备的混合粉末，并在5～10MPa下压制5～8s，随后继续铺设一层厚为2～3cm钢化玻璃粉末，随后在15～20MPa下压制10～15s，将模具置于450～500℃下预热1～2h；（4）待预热完成后，按10℃/min升温至1650～1750℃，保温熔融1～2后，静置随后冷却至室温，脱模收集得混合陶瓷，将其破碎并置于球磨罐中，在750～800r/min下球磨3～5h，过110～120目筛，即可制备得一种陶瓷拉丝模材料。本专利技术的应用方法是：将本专利技术制得的陶瓷拉丝模材料置于平压式砂带机中，金属工件由传输带传送至砂带处的移动压块处，调节拉丝模的孔径为4.0～4.5mm，拉丝速度为300～380m/min，至拉丝结束取出冷却至室温即可使用，拉丝模材料抗拉强度为1.8～2.8GPa，抗压强度为6.4～8.8GPa，抗弯强度为1.1～1.9GPa，硬度为89～98HRA，拉丝模材料的工作寿命提高10～12倍。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术方法简单易于操作，以钢化玻璃粉末为原料，不仅原料获得途径简单，并且操作过程简单，且操作条件易于控制；（2）所述拉丝模力学性能高，机加工量少，适合批量生产，适合大规模生产应用。具体实施方式首先收集废弃钢化玻璃，将其洗净后自然晾干，随后破碎至直径为1cm的钢化玻璃碎块，在250～300r/min下球磨10～12h，过200目筛，收集得钢化玻璃粉末，备用；按重量份数计，分别称量45～50份氧化铝、45～50份碳化钛、5～10份氧化镁、3～5份氧化钇和5～8份金属镍置于球磨罐中，在650～700r/min下球磨20～24h，随后过200目筛，制备得混合粉末；将制备的钢化玻璃粉末铺设至10cm×10cm×10cm的不锈钢模具底部，控制铺设厚度为1.5～2.0cm，在5～10MPa下压制5～8s后，再在钢化玻璃粉末层上铺设一层3～4cm厚的上述制备的混合粉末，并在5～10MPa下压制5～8s，随后继续铺设一层厚为2～3cm钢化玻璃粉末，随后在15～20MPa下压制10～15s，将模具置于450～500℃下预热1～2h；待预热完成后，按10℃/min升温至1650～1750℃，保温熔融1～2后，静置随后冷却至室温，脱模收集得混合陶瓷，将其破碎并置于球磨罐中，在750～800r/min下球磨3～5h，过110～120目筛，即可制备得一种陶瓷拉丝模材料。实例1首先收集废弃钢化玻璃，将其洗净后自然晾干，随后破碎至直径为1cm的钢化玻璃碎块，在250r/min下球磨10h，过200目筛，收集得钢化玻璃粉末，备用；按重量份数计，分别称量45份氧化铝、45份碳化钛、5份氧化镁、3份氧化钇和5份金属镍置于球磨罐中，在650r/min下球磨20h，随后过200目筛，制备得混合粉末；将制备的钢化玻璃粉末铺设至10cm×10cm×10cm的不锈钢模具底部，控制铺设厚度为1.5cm，在5MPa下压制5s后，再在钢化玻璃粉末层上铺设一层3cm厚的上述制备的混合粉末，并在5MPa下压制5s，随后继续铺设一层厚为2cm钢化玻璃粉末，随后在15MPa下压制10s，将模具置于450℃下预热1h；待预热完成后，按10℃/min升温至1650℃，保温熔融1后，静置随后冷却至室温，脱模收集得混合陶瓷，将其破碎并置于球磨罐中，在750r/min下球磨3h，过110目筛，即可制备得一种陶瓷拉丝模材料。本专利技术的应用方法是：将本专利技术制得的陶瓷拉丝模材料置于平压式砂带机中，金属工件由传输带传送至砂带处的移动压块处，调节拉丝模的孔径为4.0mm，拉丝速度为300m/min，至拉丝结束取出冷却至室温即可使用，拉丝模材料压缩率为28%，抗拉强度为1.8GPa，抗压强度为6.4GPa，抗弯强度为1.1GPa，硬度为89HRA，拉丝模材料的工作寿命提高10倍。实例2首先收集废弃钢化玻璃，将其洗净后自然晾干，随后破碎至直径为1cm的钢化玻璃碎块，在300r/min下球磨12h，过200目筛，收集得钢化玻璃粉末，备用；按重量份数计，分别称量50份氧化铝、50份碳化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷拉丝模材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）收集废弃钢化玻璃，将其洗净后自然晾干，随后破碎至直径为1cm的钢化玻璃碎块，在250～300r/min下球磨10～12h，过200目筛，收集得钢化玻璃粉末，备用；（2）按重量份数计，分别称量45～50份氧化铝、45～50份碳化钛、5～10份氧化镁、3～5份氧化钇和5～8份金属镍置于球磨罐中，在650～700r/min下球磨20～24h，随后过200目筛，制备得混合粉末；（3）将步骤（1）制备的钢化玻璃粉末铺设至10cm×10cm×10cm的不锈钢模具底部，控制铺设厚度为1.5～2.0cm，在5～10MPa下压制5～8s后，再在钢化玻璃粉末层上铺设一层3～4cm厚的上述制备的混合粉末，并在5～10MPa下压制5～8s，随后继续铺设一层厚为2～3cm钢化玻璃粉末，随后在15～20MPa下压制10～15s，将模具置于450～500℃下预热1～2h；（4）待预热完成后，按10℃/min升温至1650～1750℃，保温熔融1～2后，静置随后冷却至室温，脱模收集得混合陶瓷，将其破碎并置于球磨罐中，在750～800r/min下球磨3～5h，过110～120目筛，即可制备得一种陶瓷拉丝模材料。...

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷拉丝模材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）收集废弃钢化玻璃，将其洗净后自然晾干，随后破碎至直径为1cm的钢化玻璃碎块，在250～300r/min下球磨10～12h，过200目筛，收集得钢化玻璃粉末，备用；（2）按重量份数计，分别称量45～50份氧化铝、45～50份碳化钛、5～10份氧化镁、3～5份氧化钇和5～8份金属镍置于球磨罐中，在650～700r/min下球磨20～24h，随后过200目筛，制备得混合粉末；（3）将步骤（1）制备的钢化玻璃粉末铺设至10cm×10cm×10cm的不锈钢模具底部，控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴蓉蓉，蒋玉芳，陆娜，
申请(专利权)人：常州创索新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32