本發(fā)明涉及管材加工模具技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種具有鍍膜層的管材擠出口模及其制備方法。
背景技術(shù)：
管材擠出口模一般采用45鋼、50鋼、40鉻合金鋼、38鉻鉬鋁合金鋼等制成。在管材擠出口模經(jīng)過一段時(shí)間的管材擠出后,鋼鐵或者合金鋼的管材擠出口模的內(nèi)壁容易被磨損，導(dǎo)致擠出的管材壁厚變大；還有金屬口模的表面不夠光滑，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，聚合物熔體的小分子還未充分析出，管材的表面比較粗糙，只有等小分子析出充分后，管材的表面才比較光滑；從設(shè)備啟動(dòng)到管材表面光滑穩(wěn)定的這段時(shí)間，會(huì)造成較多的廢料，浪費(fèi)較大。
此外，金屬口模的表面較粗糙，摩擦系數(shù)大，容易引起金屬口模與高分子之間的摩擦系數(shù)大于高分子鏈之間的摩擦系數(shù)，導(dǎo)致高分子容易附著在口模上，形成口模積料；口模積料隨著生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行變得越來越多，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)不能繼續(xù)，降低生產(chǎn)效率，大塊的口模積料易刮傷管材表面，或掉落到管材的外表面而被壓進(jìn)管材，嚴(yán)重影響管材表面的光滑度以及管材的綜合性能，合格率降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在管材擠出口模內(nèi)表面設(shè)置一層高硬度高光滑度鍍膜層，硬度高、耐磨損、摩擦系數(shù)小，擠出的管材壁厚均勻的具有鍍膜層的管材擠出口模及其制備方法。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可以采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種具有鍍膜層的管材擠出口模，包括管材擠出口模基體，在所述管材擠出口?；w內(nèi)表面設(shè)置一金剛石膜鍍層。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述管材擠出口?；w由38鉻鉬鋁合金鋼材料制成。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述金剛石膜鍍層的厚度為10-17μm。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述金剛石膜鍍層的厚度為13μm。
一種具有鍍膜層的管材擠出口模的制備方法，包括如下步驟：
1.將所述管材擠出口?；w的內(nèi)表面預(yù)先在硝酸溶液中浸泡10分鐘，去離子水洗凈；
2.將干后的所述管材擠出口?；w用0.3μm納米金剛石加丙酮的懸浮液超聲波振蕩清洗30分鐘至60分鐘，再用丙酮超聲波清洗20分鐘，吹干備用；
3.采用熱絲化學(xué)氣相沉積法(hfcvd)，在所述管材擠出口模基體的內(nèi)表面附近放入通電的螺旋鎢絲進(jìn)行加熱，所述管材擠出口?；w與鎢絲之間的距離為4mm至8mm；所述鎢絲的溫度控制在2000℃至2200℃之間，真空室的壓力控制在5kpa至10kpa之間，所述管材擠出口?；w的溫度控制在700℃至900℃之間；
4.在所述管材擠出口?；w內(nèi)部通入ch4和h2混合氣體，使所述混合氣體之間激發(fā)離解，在所述管材擠出口?；w的內(nèi)表面生成所述金剛石膜鍍層。
本發(fā)明的有益效果是：一種具有鍍膜層的管材擠出口模及其制備方法，通過在管材擠出口模的內(nèi)表面設(shè)置一金剛石鍍膜層，使得口模的內(nèi)表面硬度高、耐磨損，摩擦系數(shù)低、表面光滑度高，減少了開機(jī)時(shí)的廢料量，同時(shí)避免在口模形成積料，增加了被擠出的管材表面光滑度以及綜合性能，保持了管材壁厚的均勻度。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
一種具有鍍膜層的管材擠出口模，包括管材擠出口?；w，管材擠出口?；w的材料為45鋼、50鋼、40鉻合金鋼、38鉻鉬鋁合金鋼的一種；優(yōu)選的，管材擠出口模基體由38鉻鉬鋁合金鋼材料制成。在口?；w內(nèi)表面設(shè)置一金剛石膜鍍層，金剛石膜鍍層的厚度為10-17μm；優(yōu)選的，金剛石膜鍍層的厚度為13μm；金剛石膜鍍層sp3碳原子鍵結(jié)構(gòu)含量高于70％，摩擦系數(shù)低至0.094-0.102(相對金屬鋼)。
上述具有鍍膜層的管材擠出口模的制備方法，包括如下步驟：
1.將管材擠出口模基體的內(nèi)表面預(yù)先在硝酸溶液中浸泡10分鐘，去離子水洗凈；
2.將干后的管材擠出口?；w用0.3μm納米金剛石加丙酮的懸浮液超聲波振蕩清洗30分鐘至60分鐘，再用丙酮超聲波清洗20分鐘，吹干備用；
3.采用熱絲化學(xué)氣相沉積法(hfcvd)，在管材擠出口?；w的內(nèi)表面附近放入通電的螺旋鎢絲進(jìn)行加熱，管材擠出口?；w與鎢絲之間的距離為4mm至8mm；鎢絲的溫度控制在2000℃至2200℃之間，真空室的壓力控制在5kpa至10kpa之間，管材擠出口?；w的溫度控制在700℃至900℃之間；
4.在管材擠出口?；w內(nèi)部通入ch4和h2混合氣體，使混合氣體之間激發(fā)離解，在管材擠出口模基體的內(nèi)表面生成金剛石膜鍍層。
本發(fā)明管材擠出口模生產(chǎn)的管材，按照gb/t1031-2009在空氣溫度為20.0℃，相對濕度為48％的環(huán)境條件下，本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)表面粗糙度與現(xiàn)有技術(shù)對比如下表1：
表1
由上述測試結(jié)果可知，本發(fā)明管材擠出口模生產(chǎn)的管材內(nèi)表面粗糙度明顯小于普通口模生產(chǎn)管內(nèi)表面粗糙度。
本發(fā)明通過在管材擠出口模的內(nèi)表面設(shè)置一金剛石鍍膜層，使得口模的內(nèi)表面硬度高、耐磨損，摩擦系數(shù)低、表面光滑度高，減少了開機(jī)時(shí)的廢料量，同時(shí)避免在口模形成積料，增加了被擠出的管材表面光滑度以及綜合性能，保持了管材壁厚的均勻度。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及同等物界定。