[发明专利]一种钢结硬质合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及模具制造制备领域，具体涉及一种钢结硬质合金材料及其制备方法；其成分包括：碳化钛、硬脂酸、铁、锰、钒0.25、铬、钼、锆、镍和铝；本发明将钼、铬、钒和碳化钛均匀混合后压制为坯体，并掺与硬脂酸作为填充剂，在烧结后坯体内金属融合到一起，且坯体在硬脂酸蒸发后内部形成毛细管道，在熔渗时使锰、铝和镍的熔融液进入坯体，其中锰与钒相匹配使用可以利用钒弥补锰促进晶粒长大的缺点，从而更好的体现出合金的高硬度和高强度，铬、锆和铝相配合使用可以显著提高合金的抗氧化性能和抗腐蚀性能，提高合金的寿命，还能提高合金的横向冲击韧性，提高模具的耐久度。

技术领域

本发明涉及模具制造制备领域，具体涉及一种钢结硬质合金材料及其制备方法。

背景技术

冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压是在室温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。

在对高硬度、高弹性模量的金属进行冲压时，需要具有更高强度更大韧性的模具。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种钢结硬质合金材料。本发明所用的材料包括钒、铬和锰等金属，可以有效提高钢结硬质合金材料的硬度和韧性，满足对硬质金属的冲压需求。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种钢结硬质合金材料，其特征在于，由如下各组分份数的原料制成：碳化钛35～45份，硬脂酸55～65份，铁45～50份，锰1～3份，钒0.25～1份，铬2～10份，钼0.5～2.5份，锆1～5份，镍1～5份，铝0.25～0.5份。

该钢结硬质合金材料的生产方法包括如下几个步骤：

a.球磨：按配比称取原料后，硬脂酸粉末、碳化钛、铬、钒和钼放入高能球磨机中，进行高能球磨，分别得到硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末；

b.混料：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放入去离子水中进行搅拌，并加超声震荡，持续180min～240min。

c.干燥：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放在真空干燥箱内干燥；

d.压制：将干燥后的硬脂酸、碳化钛和钼混合的细粒度的粉末放入压模中，再通过液压机以50-80MPa/min加压至150-250MPa，保压10～30min，得到压坯；

e.烧结：将步骤c得到的压坯放入钼丝炉中，以10-20℃/min升温至1000～1300℃，维持该温度150-200min，得到烧坯a；

f.熔渗：将经步骤d得到的烧坯a继续放在钼丝炉中，并用锰、铁、锆、铝和镍熔融体覆盖烧坯，将钼丝炉温度加热至1600℃，维持该温度50-90min，得到熔渗坯b；

g.降温：在熔渗结束后关闭钼丝炉，使熔渗坯b随着钼丝炉冷却至室温。

优选的，所述步骤a中高能球磨的持续时间为12h，得到的金属粉末粒径为1000～1500目。

优选的，所述步骤a球磨前，先将待球磨材料进行破碎处理。

优选的，步骤c中所述的真空干燥箱的干燥温度为40℃，干燥时间为120min。

优选的，所述步骤f中，烧坯a在真空气氛下进行熔渗。