一种模具用高强度金属陶瓷材料制造技术

本发明专利技术公开了一种模具用高强度金属陶瓷材料，按质量份数计包括以下组分：硼化锆：6‑12份、氧化钼：7‑11份、氧化锌：7‑13份、三氧化二铝：7‑10份、铬：30‑35份、钨：8‑11份、氧化锡：3‑5份、二氧化钛：5‑9份、镍：18‑23份、钴：6‑8份、氧化镁：6‑7份、氧化铈：3‑5份、二氧化硅：8‑12份、锰：2‑6份、铜：1‑4份、氢化钛：3‑4份、钒酸锂：2‑3份、硼酸铝晶须：3‑6份、硬脂酸锌：2‑5份、硫酸钡：5‑11份、碳酸钙：20‑25份、石墨：15‑20份、稀土元素：2‑3份；本发明专利技术具有良好的抗弯强度、断裂韧性，同时延长了使用寿命。

A high strength metal ceramic material for mould

\u672c\u53d1\u660e\u516c\u5f00\u4e86\u4e00\u79cd\u6a21\u5177\u7528\u9ad8\u5f3a\u5ea6\u91d1\u5c5e\u9676\u74f7\u6750\u6599\uff0c\u6309\u8d28\u91cf\u4efd\u6570\u8ba1\u5305\u62ec\u4ee5\u4e0b\u7ec4\u5206\uff1a\u787c\u5316\u9506\uff1a6\u201112\u4efd\u3001\u6c27\u5316\u94bc\uff1a7\u201111\u4efd\u3001\u6c27\u5316\u950c\uff1a7\u201113\u4efd\u3001\u4e09\u6c27\u5316\u4e8c\u94dd\uff1a7\u201110\u4efd\u3001\u94ec\uff1a30\u201135\u4efd\u3001\u94a8\uff1a8\u201111\u4efd\u3001\u6c27\u5316\u9521\uff1a3\u20115\u4efd\u3001\u4e8c\u6c27\u5316\u949b\uff1a5\u20119\u4efd\u3001\u954d\uff1a18\u201123\u4efd\u3001\u94b4\uff1a6\u20118\u4efd\u3001\u6c27\u5316\u9541\uff1a6\u20117\u4efd\u3001\u6c27\u5316\u94c8\uff1a3\u20115\u4efd\u3001\u4e8c\u6c27\u5316\u7845\uff1a8\u201112\u4efd\u3001\u9530\uff1a2\u20116\u4efd\u3001\u94dc\uff1a1\u20114\u4efd\u3001\u6c22\u5316\u949b\uff1a3\u20114\u4efd\u3001\u9492\u9178\u9502\uff1a2\u20113\u4efd\u3001\u787c\u9178\u94dd\u6676\u987b\uff1a3\u20116\u4efd\u3001\u786c\u8102\u9178\u950c\uff1a2\u20115\u4efd\u3001\u786b\u9178\u94a1\uff1a5\u201111\u4efd\u3001\u78b3\u9178\u9499\uff1a20\u201125\u4efd\u3001\u77f3\u58a8\uff1a15\u201120\u4efd\u3001\u7a00\u571f\u5143\u7d20\uff1a2\u20113\u4efd\uff1b\u672c\u53d1\u660e\u5177\u6709\u826f\u597d\u7684\u6297\u5f2f\u5f3a\u5ea6\u3001\u65ad\u88c2\u97e7\u6027\uff0c\u540c\u65f6\u5ef6\u957f\u4e86\u4f7f\u7528\u5bff\u547d\u3002

【技术实现步骤摘要】
一种模具用高强度金属陶瓷材料
本专利技术涉及模具材料
，具体涉及一种模具用高强度金属陶瓷材料。
技术介绍
传统的模具材料多为纯金属合金材料，但近年来，随着加工业的不断发展壮大，对模具的质量也提出了越来越高的要求，为了追求企业利润最大化，人们不断尝试在制造出一种高寿命耐高温的优质模具，以尽可能的分摊成本投入，但传统的合金模具在高强度工作环境下普遍寿命不高，经高温及长期磨损下易开裂损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模具用高强度金属陶瓷材料，具有高强度、硬度和耐腐蚀性，能够延长使用的寿命。本专利技术为了实现上述目的，提供技术方案是：一种模具用高强度金属陶瓷材料，按质量份数计包括以下组分：硼化锆：6-12份、氧化钼：7-11份、氧化锌：7-13份、三氧化二铝：7-10份、铬：30-35份、钨：8-11份、氧化锡：3-5份、二氧化钛：5-9份、镍：18-23份、钴：6-8份、氧化镁：6-7份、氧化铈：3-5份、二氧化硅：8-12份、锰：2-6份、铜：1-4份、氢化钛：3-4份、钒酸锂：2-3份、硼酸铝晶须：3-6份、硬脂酸锌：2-5份、硫酸钡：5-11份、碳酸钙：20-25份、石墨：15-20份、稀土元素：2-3份；其中稀土元素包括以下重量百分比的成分：镨：15-20%、钕：8-13%、钷:5-9%、钐：2-5%、钪：2-4%、铕：4-6%、镝：12-15%，余量为钇。本专利技术进一步限定的技术方案是：前述的按质量份数计包括以下组分：硼化锆：8份、氧化钼：9份、氧化锌：10份、三氧化二铝：7份、铬：30份、钨：8份、氧化锡：4份、二氧化钛：8份、镍：20份、钴：7份、氧化镁：6份、氧化铈：4份、二氧化硅：10份、锰：4份、铜：2份、氢化钛：3份、钒酸锂：2份、硼酸铝晶须：4份、硬脂酸锌：4份、硫酸钡：8份、碳酸钙：22份、石墨：17份、稀土元素：2份；其中稀土元素包括以下重量百分比的成分：镨：17%、钕：9%、钷:6%、钐：3%、钪：2%、铕：5%、镝：13%，余量为钇。前述的按质量份数计包括以下组分：硼化锆：10份、氧化钼：11份、氧化锌：12份、三氧化二铝：9份、铬：33份、钨：10份、氧化锡：5份、二氧化钛：9份、镍：23份、钴：8份、氧化镁：7份、氧化铈：5份、二氧化硅：12份、锰：5份、铜：3份、氢化钛：4份、钒酸锂：3份、硼酸铝晶须：5份、硬脂酸锌：5份、硫酸钡：10份、碳酸钙：24份、石墨：19份、稀土元素：3份；其中稀土元素包括以下重量百分比的成分：镨：19%、钕：12%、钷:8%、钐：4%、钪：4%、铕：5%、镝：14%，余量为钇。前述的模具用高强度金属陶瓷材料的制备方法，具体包括球磨、熔炼、浇铸、成型烧结、热处理、机械加工。前述的球磨为将配料送至球磨机中，采用湿法球磨方式进行球磨15-20h，然后在60-70℃下的真空环境下干燥10-15h。前述的熔炼温度为750-820℃，时间为3-4h。前述的浇铸温度为830-900℃，时间为20-25s。前述的成型烧结为将毛坯置于真空热压烧结炉中，以升温速度为10-15℃/min升温至1000-1200℃温度，并在40-50MPa压力下，烧结1-2小时，然后先采用风冷以20-25℃/冷却至180-220℃，在空冷至室温。前述的热处理为将毛坯放置淬火炉中温度升至700-740℃，保温1-2h，然后采用雾状的淬火液以5-10℃/s的冷却速率将毛坯冷至180-230℃，再进行回火，回火温度为400-460℃，时间为50-60min。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用上述材料制备的模具，具有高强度和硬度，其中加入量稀土金属，能够填补金属材料之间的缺陷，阻碍晶粒长大，具有晶化细粒的作用，使枝晶网络更为清晰，从而改善金属陶瓷的热塑性，稀土元素的引入，对金属陶瓷材料的耐腐蚀性和抗高温氧化性具有一定的提高，同时也提高了强度和韧性；本专利技术抗弯强度能达到为230-250MPa，硬度能达到600MPa以上，具有良好的抗弯强度、断裂韧性，有较长的使用寿命，克服了传统的金属陶瓷模具材料的易开裂、韧性差而导致使用寿命短的不足。具体实施方式实施例1本实施例提供一种模具用高强度金属陶瓷材料，按质量份数计包括以下组分：硼化锆：8份、氧化钼：9份、氧化锌：10份、三氧化二铝：7份、铬：30份、钨：8份、氧化锡：4份、二氧化钛：8份、镍：20份、钴：7份、氧化镁：6份、氧化铈：4份、二氧化硅：10份、锰：4份、铜：2份、氢化钛：3份、钒酸锂：2份、硼酸铝晶须：4份、硬脂酸锌：4份、硫酸钡：8份、碳酸钙：22份、石墨：17份、稀土元素：2份；其中稀土元素包括以下重量百分比的成分：镨：17%、钕：9%、钷:6%、钐：3%、钪：2%、铕：5%、镝：13%，余量为钇。本实施例提供一种模具用高强度金属陶瓷材料的制备方法，具体包括球磨、熔炼、浇铸、成型烧结、热处理、机械加工；其中，球磨为将配料送至球磨机中，采用湿法球磨方式进行球磨16h，然后在65℃下的真空环境下干燥13h；熔炼温度为790℃，时间为3.5h；浇铸温度为860℃，时间为23s；成型烧结为将毛坯置于真空热压烧结炉中，以升温速度为10℃/min升温至1150℃温度，并在45MPa压力下，烧结1.5小时，然后先采用风冷以20℃/冷却至200℃，在空冷至室温；热处理为将毛坯放置淬火炉中温度升至720℃，保温1.5h，然后采用雾状的淬火液以5℃/s的冷却速率将毛坯冷至220℃，再进行回火，回火温度为440℃，时间为55min。实施例2本实施例提供一种模具用高强度金属陶瓷材料，按质量份数计包括以下组分：硼化锆：10份、氧化钼：11份、氧化锌：12份、三氧化二铝：9份、铬：33份、钨：10份、氧化锡：5份、二氧化钛：9份、镍：23份、钴：8份、氧化镁：7份、氧化铈：5份、二氧化硅：12份、锰：5份、铜：3份、氢化钛：4份、钒酸锂：3份、硼酸铝晶须：5份、硬脂酸锌：5份、硫酸钡：10份、碳酸钙：24份、石墨：19份、稀土元素：3份；其中稀土元素包括以下重量百分比的成分：镨：19%、钕：12%、钷:8%、钐：4%、钪：4%、铕：5%、镝：14%，余量为钇。本实施例提供一种模具用高强度金属陶瓷材料的制备方法，具体包括球磨、熔炼、浇铸、成型烧结、热处理、机械加工；其中，球磨为将配料送至球磨机中，采用湿法球磨方式进行球磨18h，然后在67℃下的真空环境下干燥12h；熔炼温度为810℃，时间为3h；浇铸温度为880℃，时间为20s；成型烧结为将毛坯置于真空热压烧结炉中，以升温速度为15℃/min升温至1180℃温度，并在50MPa压力下，烧结1小时，然后先采用风冷以25℃/冷却至180℃，在空冷至室温；热处理为将毛坯放置淬火炉中温度升至730℃，保温1h，然后采用雾状的淬火液以10℃/s的冷却速率将毛坯冷至200℃，再进行回火，回火温度为460℃，时间为50min。除上述实施例外，本专利技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利技术要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模具用高强度金属陶瓷材料，其特征在于，按质量份数计包括以下组分：硼化锆：6‑12份、氧化钼：7‑11份、氧化锌：7‑13份、三氧化二铝：7‑10份、铬：30‑35份、钨：8‑11份、氧化锡：3‑5份、二氧化钛：5‑9份、镍：18‑23份、钴：6‑8份、氧化镁：6‑7份、氧化铈：3‑5份、二氧化硅：8‑12份、锰：2‑6份、铜：1‑4份、氢化钛：3‑4份、钒酸锂：2‑3份、硼酸铝晶须：3‑6份、硬脂酸锌：2‑5份、硫酸钡：5‑11份、碳酸钙：20‑25份、石墨：15‑20份、稀土元素：2‑3份；其中稀土元素包括以下重量百分比的成分：镨：15‑20%、钕：8‑13%、钷:5‑9%、钐：2‑5%、钪：2‑4%、铕：4‑6%、镝：12‑15%，余量为钇。

【技术特征摘要】
1.一种模具用高强度金属陶瓷材料，其特征在于，按质量份数计包括以下组分：硼化锆：6-12份、氧化钼：7-11份、氧化锌：7-13份、三氧化二铝：7-10份、铬：30-35份、钨：8-11份、氧化锡：3-5份、二氧化钛：5-9份、镍：18-23份、钴：6-8份、氧化镁：6-7份、氧化铈：3-5份、二氧化硅：8-12份、锰：2-6份、铜：1-4份、氢化钛：3-4份、钒酸锂：2-3份、硼酸铝晶须：3-6份、硬脂酸锌：2-5份、硫酸钡：5-11份、碳酸钙：20-25份、石墨：15-20份、稀土元素：2-3份；其中稀土元素包括以下重量百分比的成分：镨：15-20%、钕：8-13%、钷:5-9%、钐：2-5%、钪：2-4%、铕：4-6%、镝：12-15%，余量为钇。2.根据权利要求1中所述的模具用高强度金属陶瓷材料，其特征在于：按质量份数计包括以下组分：硼化锆：8份、氧化钼：9份、氧化锌：10份、三氧化二铝：7份、铬：30份、钨：8份、氧化锡：4份、二氧化钛：8份、镍：20份、钴：7份、氧化镁：6份、氧化铈：4份、二氧化硅：10份、锰：4份、铜：2份、氢化钛：3份、钒酸锂：2份、硼酸铝晶须：4份、硬脂酸锌：4份、硫酸钡：8份、碳酸钙：22份、石墨：17份、稀土元素：2份；其中稀土元素包括以下重量百分比的成分：镨：17%、钕：9%、钷:6%、钐：3%、钪：2%、铕：5%、镝：13%，余量为钇。3.根据权利要求1中所述的模具用高强度金属陶瓷材料，其特征在于：按质量份数计包括以下组分：硼化锆：10份、氧化钼：11份、氧化锌：12份、三氧化二铝：9份、铬：33份、钨：10份、氧化锡：5份、二氧化钛：9份、镍：23份、钴：8份、氧化镁：7份...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，张君，张欢芬，
申请(专利权)人：苏州浩焱精密模具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32