[发明专利]一种自润滑硬质合金拉丝模具及其制备方法

说明书

本发明属于金属线材拉拔模具制造技术领域，涉及一种自润滑硬质合金拉丝模具及其制备方法。该自润滑硬质合金拉丝模具基体材料组分中包含钨钴类硬质合金物相和润滑相，可实现拉拔加工的自润滑功效。该自润滑硬质合金拉丝模具是通过热压烧结坯体成型、高能束穿孔、精密微细磨削修整等系列工艺制备而成。该拉丝模具可广泛应用于有色金属线材的干式拉拔加工，能够有效缓解因硬质合金粘结相的低硬度而引起的模具拉拔工作面快速磨损，从而显著提高拉丝模具使用寿命及拉丝加工生产效率，工艺简便，绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种自润滑硬质合金拉丝模具及其制备方法，属于线材拉拔模具制造技术领域。

背景技术

金属线材凭借其优良的综合性能在电力、汽车、建筑、光伏等行业得到了广泛的应用。拉拔是金属线材生产最常用的一种加工方式，而拉丝模具则是拉拔加工过程中必不可少的消耗性工具，其在线材生产成本中占据很大的比例。拉拔加工过程中，模具工作区和定径区处于连续的高压、高温状态，拉丝模具的失效形式主要为破坏和磨损，摩擦副表面的磨损造成加工线材质量下降及拉丝模具的快速失效。硬质合金具备优良的耐磨性和较小的粘附性，是目前金属线材制造领域广泛使用的拉丝模具材料，但其组成成分中的粘结相具有相对较低的显微硬度而使得其在拉拔有色金属等材料的生产过程中容易发生磨粒磨损和粘着磨损，严重影响硬质合金拉丝模具的使用寿命。因此，急需寻找一种改善拉丝模具磨损状况的新技术，尤其是改善硬质合金拉丝模具拉拔生产摩擦工况的新方法，避免拉丝模具的快速磨损，提高金属线材拉拔生产的加工效率和加工质量。

中国专利“专利号：ZL201420052322.6”报道了一种自润滑拉丝模具，该技术通过在拉丝模具的模芯上设置润滑油进油孔以及油箱供油的方式实现拉拔生产的润滑功效，该技术同时设置了污油处理机构，润滑油可循环使用。中国专利“专利号：ZL201520142532.9”报道了一种复合型自润滑陶瓷拉丝模具，该发明通过多模块组装及模芯材料自润滑组合实现钢丝拉拔生产的润滑功效，可改善钢丝拉拔过程中模具的磨损状态。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，改善硬质合金拉丝模具拉拔生产过程中的恶劣摩擦磨损工况，提供一种自润滑硬质合金拉丝模具及其制备方法。

技术方案：本发明的一种自润滑硬质合金拉丝模具的基体材料成分包括常规钨钴类硬质合金组成相和润滑材料组成相。

本发明的一种自润滑硬质合金拉丝模具的制备方法如下：常规钨钴类硬质合金材料的各相粉体与润滑材料(石墨、CaF₂、MgF₂等)粉体经球磨细化并充分混合，在氮气、氩气等惰性气体保护条件下热压烧结形成拉丝模具坯体；采用激光束、电子束、离子束等高能束的加工方法在拉丝模具坯体中间加工小孔，形成模具拉拔工作的初孔；采用精密微细磨削的方法修整拉丝模具的拉拔小孔，得到规定结构尺寸要求及工作面精度要求的自润滑硬质合金拉丝模具。

有益效果：本发明通过在硬质合金拉丝模具的基体材料中设计添加润滑材料成分，实现线材拉拔加工的自润滑功效。相对于现有的普通硬质合金拉丝模具，本发明的硬质合金基体材料中的润滑相能够充当润滑介质，拉拔生产过程中，在线材的挤压和摩擦作用下，基体材料中的润滑成分会拖覆在模具的拉拔工作区及定径区的摩擦界面，基体材料中的润滑相不断补给，形成连续稳定的动态润滑薄膜，实现拉拔加工的自润滑，减少模具磨损并改善线材拉拔加工质量。相对于现有的自润滑拉丝模具，本发明的润滑介质与模具基体材料一体烧结，无需润滑辅助工艺及装置，结构简单，绿色环保。本发明的一种自润滑硬质合金拉丝模具具备优良的拉拔自润滑功效，可广泛应用于有色金属线材的高效拉拔加工。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1：