本發(fā)明涉及陶瓷模具技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高韌性的陶瓷模具材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

在鑄造過(guò)程中，模具是必不可少的鑄造工藝裝備，模具制造的技術(shù)水平直接影響到鑄件的質(zhì)量。陶瓷模具在磨具總的構(gòu)成中一直占主要地位，盡管隨著結(jié)合劑材料種類(lèi)的不斷發(fā)展和模具種類(lèi)的提高，陶瓷模具產(chǎn)量在模具總產(chǎn)量中呈下降趨勢(shì)，但其在模具總量中仍占有較大比例。陶瓷模具的優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、硬度高、防潮、耐磨、耐污、耐腐蝕、耐高溫、易清洗、變形小、絕緣性好，具有一定的抗急冷急熱性能。熱擠壓是將待擠壓的有色金屬加熱到工藝規(guī)定溫度，將其推入擠壓模具筒中，在強(qiáng)烈的三向不均勻壓縮力的作用下，有色金屬?gòu)臒釘D壓模具的?？字斜粩D出，從而獲得不同規(guī)格的熱擠壓產(chǎn)品。擠壓模具作為有色金屬熱擠壓生產(chǎn)中的關(guān)鍵構(gòu)件，它的使用壽命和質(zhì)量將極大的影響擠壓型材的質(zhì)量、效率和成本。在整個(gè)熱擠壓過(guò)程中，熱擠壓模具處于極其苛刻的工作環(huán)境中，這就要求擠壓模具材料具有較高的高溫硬度、高溫強(qiáng)度和抗磨損性能。對(duì)于陶瓷模具而言，雖然其使用壽命大大提高，但由于價(jià)格昂貴，易開(kāi)裂且無(wú)法進(jìn)行修復(fù)，對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)存在一定困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高溫性能好、高強(qiáng)度、高耐磨性和高韌性的陶瓷模具材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種高韌性的陶瓷模具材料，按照重量份的原料包括：陶瓷骨粉48-56份、鋁粉33-40份、鈷粉12-18份、鎢粉3-8份、磷粉0.5-1.2份、環(huán)氧樹(shù)脂35-45份、固化劑5-12份、稀釋劑3-9份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述高韌性的陶瓷模具材料，按照重量份的原料包括：陶瓷骨粉50-54份、鋁粉35-38份、鈷粉14-16份、鎢粉4-7份、磷粉0.7-1份、環(huán)氧樹(shù)脂38-42份、固化劑7-10份、稀釋劑5-7份。

所述高韌性的陶瓷模具材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按照重量份稱(chēng)取環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑、鋁粉、鈷粉、鎢粉、磷粉、陶瓷骨粉，混合均勻；

2)對(duì)所述各原料進(jìn)行真空自耗冶煉后熱軋成坯料；

3)熱固處理：將熱軋后得到的坯料加熱至750-850℃，保溫2-3h，然后在2-3h的時(shí)間內(nèi)升溫至1100-1200℃，并在該溫度下保溫7-9h，然后分散空冷至室溫；

4)第一火次時(shí)效處理：將步驟3)處理后的坯料加熱至800-850℃，并在該溫度下保溫12-14h，再分散空冷至室溫；

5)第二火次時(shí)效處理：將第一火次時(shí)效處理后得到坯料加熱至700-750℃，并在該溫度下保溫12-14h，然后分散空冷至室溫，即得陶瓷模具材料。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟3)中，熱固處理：將熱軋后得到的坯料加熱至800℃，保溫2.5h，然后在2.5h的時(shí)間內(nèi)升溫至1150℃，并在該溫度下保溫8h，然后分散空冷至室溫。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟4)中，第一火次時(shí)效處理：將步驟3)處理后的坯料加熱至825℃，并在該溫度下保溫13h，再分散空冷至室溫。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟5)中，第二火次時(shí)效處理：將第一火次時(shí)效處理后得到坯料加熱至725℃，并在該溫度下保溫13h，然后分散空冷至室溫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明以環(huán)氧樹(shù)脂、鋁粉與陶瓷骨粉為基體作為有色金屬熱擠壓用模具材料，再添加具有良好高溫硬度和耐磨性能的鎢粉和磷粉，同時(shí)添加鈷粉來(lái)提高高溫強(qiáng)度和硬度。得到的陶瓷模具材料具有高溫性能好、高強(qiáng)度、高耐磨性和高韌性等特點(diǎn)，且制造成本低，用于有色金屬的熱擠壓模具時(shí)，大幅提高了模具的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例中，一種高韌性的陶瓷模具材料，按照重量份的原料包括：陶瓷骨粉48份、鋁粉33份、鈷粉12份、鎢粉3份、磷粉0.5份、環(huán)氧樹(shù)脂35份、固化劑5份、稀釋劑3份。

所述高韌性的陶瓷模具材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按照重量份稱(chēng)取環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑、鋁粉、鈷粉、鎢粉、磷粉、陶瓷骨粉，混合均勻。

2)對(duì)所述各原料進(jìn)行真空自耗冶煉后熱軋成坯料。

3)熱固處理：將熱軋后得到的坯料加熱至750℃，保溫2h，然后在2h的時(shí)間內(nèi)升溫至1100℃，并在該溫度下保溫7h，然后分散空冷至室溫。

4)第一火次時(shí)效處理：將步驟3)處理后的坯料加熱至800℃，并在該溫度下保溫12h，再分散空冷至室溫。

5)第二火次時(shí)效處理：將第一火次時(shí)效處理后得到坯料加熱至700℃，并在該溫度下保溫12h，然后分散空冷至室溫，即得陶瓷模具材料。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例中，一種高韌性的陶瓷模具材料，按照重量份的原料包括：陶瓷骨粉56份、鋁粉40份、鈷粉18份、鎢粉8份、磷粉1.2份、環(huán)氧樹(shù)脂45份、固化劑12份、稀釋劑9份。

所述高韌性的陶瓷模具材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按照重量份稱(chēng)取環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑、鋁粉、鈷粉、鎢粉、磷粉、陶瓷骨粉，混合均勻。

2)對(duì)所述各原料進(jìn)行真空自耗冶煉后熱軋成坯料。

3)熱固處理：將熱軋后得到的坯料加熱至850℃，保溫3h，然后在3h的時(shí)間內(nèi)升溫至1200℃，并在該溫度下保溫9h，然后分散空冷至室溫。

4)第一火次時(shí)效處理：將步驟3)處理后的坯料加熱至850℃，并在該溫度下保溫14h，再分散空冷至室溫。

5)第二火次時(shí)效處理：將第一火次時(shí)效處理后得到坯料加熱至750℃，并在該溫度下保溫14h，然后分散空冷至室溫，即得陶瓷模具材料。

實(shí)施例3

本發(fā)明實(shí)施例中，一種高韌性的陶瓷模具材料，按照重量份的原料包括：陶瓷骨粉50份、鋁粉35份、鈷粉14份、鎢粉4份、磷粉0.7份、環(huán)氧樹(shù)脂38份、固化劑7份、稀釋劑5份。

所述高韌性的陶瓷模具材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按照重量份稱(chēng)取環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑、鋁粉、鈷粉、鎢粉、磷粉、陶瓷骨粉，混合均勻。

2)對(duì)所述各原料進(jìn)行真空自耗冶煉后熱軋成坯料。

3)熱固處理：將熱軋后得到的坯料加熱至750℃，保溫2.3h，然后在2.3h的時(shí)間內(nèi)升溫至1200℃，并在該溫度下保溫7.5h，然后分散空冷至室溫。

4)第一火次時(shí)效處理：將步驟3)處理后的坯料加熱至840℃，并在該溫度下保溫12.5h，再分散空冷至室溫。

5)第二火次時(shí)效處理：將第一火次時(shí)效處理后得到坯料加熱至740℃，并在該溫度下保溫12.5h，然后分散空冷至室溫，即得陶瓷模具材料。

實(shí)施例4

本發(fā)明實(shí)施例中，一種高韌性的陶瓷模具材料，按照重量份的原料包括：陶瓷骨粉54份、鋁粉38份、鈷粉16份、鎢粉7份、磷粉1份、環(huán)氧樹(shù)脂42份、固化劑10份、稀釋劑7份。

所述高韌性的陶瓷模具材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按照重量份稱(chēng)取環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑、鋁粉、鈷粉、鎢粉、磷粉、陶瓷骨粉，混合均勻。

2)對(duì)所述各原料進(jìn)行真空自耗冶煉后熱軋成坯料。

3)熱固處理：將熱軋后得到的坯料加熱至800℃，保溫2.5h，然后在2.5h的時(shí)間內(nèi)升溫至1150℃，并在該溫度下保溫8h，然后分散空冷至室溫。

4)第一火次時(shí)效處理：將步驟3)處理后的坯料加熱至825℃，并在該溫度下保溫13h，再分散空冷至室溫。

5)第二火次時(shí)效處理：將第一火次時(shí)效處理后得到坯料加熱至725℃，并在該溫度下保溫13h，然后分散空冷至室溫，即得陶瓷模具材料。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。