[其他]熱輾壓用鉬基金屬陶瓷模具材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101987000006824
• 申請(qǐng)日: 1987-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN1003718B
• 公開（公告）日: 1989-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖振聲;周鳳池
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院
• 代理公司: 冶金專利事務(wù)所
• 代理人: 金向榮

本發(fā)明屬于金屬陶瓷領(lǐng)域。主要是適用于制備熱輾壓模具的材料。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的金屬陶瓷材料是以金屬鉬為基，同時(shí)又加入了陶瓷相和其它金屬元素。由于本發(fā)明材料中陶瓷相本身具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐磨性，同時(shí)在高溫下與室溫時(shí)硬度相差不大，又能與金屬元素形成固溶體。因此能提高本發(fā)明材料的抗熱震性能和高溫強(qiáng)度。采用本發(fā)明材料所制備的熱輾壓模具使用壽命高，產(chǎn)品質(zhì)量好，成品率高，并能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作而模具不發(fā)生變形。

本發(fā)明屬于金屬陶瓷材料，主要適用于熱輾壓成型材的模具用料。

擺動(dòng)輾壓是本世紀(jì)六十年代開始進(jìn)入實(shí)用階段的一種新的壓力加工方法，由于它具有省力、精度高、節(jié)省能源和原材料、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，可以實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切屑加工，也無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)，因此擺動(dòng)輾壓技術(shù)發(fā)展很快，尤其是冷輾和溫輾技術(shù)發(fā)展很快，而熱輾壓技術(shù)由于受模具所存在問(wèn)題的限制，發(fā)展速度很慢。

目前，在熱輾壓技術(shù)領(lǐng)域中，作為熱輾壓模具材料，通常所使用的模具用料有高溫合金（GH135）、鉬合金（TZM）、硬質(zhì)合金（TiC）和3Cr₂W₈等材料。但是這些材料作為熱輾壓模具都因使用壽命低而限制了熱輾壓技術(shù)的發(fā)展，這些模具材料還存在著模具加工費(fèi)用高和所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量差等缺點(diǎn)。因此上述材料作為熱輾壓模具用料因不適合熱輾壓技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展而逐漸地被淘汰。

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)出一種具有使用壽命長(zhǎng)和高溫強(qiáng)度高、抗熱疲勞性能好和在工作時(shí)不粘氧化鐵皮又具備自潤(rùn)滑性能好的用作制備熱輾壓模具的鉬基金屬陶瓷材料。

由本發(fā)明設(shè)計(jì)出的金屬陶瓷材料，其化學(xué)成分為（重量%）Mo35～75%;Al₂O₃7～30%;Cr10～35%;La₂O₃0～12%;Ni、Fe、Co三種元素中的任一種或兩種以上之和為1～15%。

由于采用了上述的成分設(shè)計(jì)，本發(fā)明金屬陶瓷有良好的抗熱疲勞性能，由這種材料制備的模具，在850～1120℃溫度下和交變偏心載荷作用下能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作而不變形，在熱輾壓溫度下具備自潤(rùn)滑性能而不粘氧化鐵皮，本發(fā)明金屬陶瓷同時(shí)也具備高溫強(qiáng)度好，高溫硬度高，但在常溫下這種金屬陶瓷也能夠進(jìn)行機(jī)床切屑加工，這樣利于模具的修整。

本發(fā)明金屬陶瓷材料，含有的金屬元素有Mo、Cr、Ni、Fe、Co等，同時(shí)也含有陶瓷相三氧化二鋁和三氧化二鑭。

在本發(fā)明金屬陶瓷中鉬的加入，可以使材料的溶點(diǎn)提高，它與金屬元素Cr、Ni等形成固溶體，使該種材料具有良好的高溫強(qiáng)度，其化學(xué)成分為（重量%）35～75%。

本發(fā)明加入金屬元素鉻，目的在于提高材料的耐磨性，鉻與氧親合力大，可以形成氧化物保護(hù)層，阻止氧化作用向材料內(nèi)部發(fā)展，還可以阻止表面層裂紋的形成和發(fā)展，其化學(xué)成分（重量%）為10～35%。

在本發(fā)明中加入金屬鎳，它可與鉬、鉻形成固體合金，能提高材料的韌性、強(qiáng)度及密度，并可以使加工性能得到改善。金屬元素鐵和鈷雖然可以部分或全部的取代金屬鎳，但對(duì)本發(fā)明金屬陶瓷材料的物理性能會(huì)有一定的損失，因此在本發(fā)明金屬陶瓷材料中金屬元素Ni、Fe、Co三種元素中的任一種或兩種以上的元素添加到本發(fā)明材料中，其化學(xué)成分含量為（重量%）1～15%。

在本發(fā)明材料中加入陶瓷相三氧化二鋁和三氧化二鑭，它們之間能形成固溶體，能夠提高材料的抗熱震性能和高溫強(qiáng)度。三氧化二鋁本身又具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐磨性，在1000℃左右溫度下其硬度與常溫硬度相差不大。三氧化二鋁與氧化鉻也能形成固溶體，能夠改善材料的結(jié)合性能。因此在本發(fā)明材料中三氧化二鋁的化學(xué)成分含量為（重量%）7～30%。三氧化二鑭的化學(xué)成分含量為（重量%）0～12%。

本發(fā)明金屬陶瓷材料是采用粉末冶金方法制備，其制備方法如下：1.配料：以重量百分比稱量各種原料粉末。其各種粉末的純度和粒度由表1給出。

　　　　　　表　1 本發(fā)明原材料的純度、粒度