[发明专利]一种用于冷冲压模具的粉末冶金材料及其模具成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冷冲压模具的粉末冶金材料及其模具成形方法，属于冷冲压领域。

背景技术

目前，国内大中城市高层建筑和各种现浇钢筋混凝土结构工程愈来愈多，对施工质量的要求不断提高，因此建筑钢模板的使用愈来愈广泛，模板工程约占钢筋混凝土总造价的25％、劳动量的35％、工期的50％～60％，模板质量的好坏、施工的方便性，对于加快施工进度、保证施工质量和降低工程成本，起到了关键作用。

国内外建筑模板的种类繁多，主要有无边框胶合板模板和有边框钢模板两大类，其中有边框钢模板应用最为广泛，占模板总量的75％以上，钢模板结构型式没有统一的标准，其设计和制作主要考虑的问题是满足用户在使用过程中对强度和刚度的需要。考虑到模板的生产、运输和使用情况，无论它是什么种类，都是由一定尺寸规格的单元板组成，在使用中通过各种夹具和连接螺栓进行组合，所以，所有结构型式的钢模板边框都有夹具或螺栓连接孔。

最为常用的钢模板有组合钢模板和86系列大钢模板，组合钢模板边框孔间距150mm，一块长度1500mm、宽度300mm(即型号P3015)的组合钢模板边框总共有24个直径13.8mm的长圆孔，P3015钢模板的面积仅0.45m²，一般来说，一栋高层建筑物从地下室到结构封顶总共需要3000～10000m²各种规格尺寸的组合钢模板，共有72000～240000个边框孔需要冲压出来，如果加上模板横肋、竖肋和模板配件上的孔，这个数量就更大；对于86系列大钢模板，边框孔间距300mm，一块长度3000mm、宽度2700mm的大钢模板(面积8.1m²)，边框总共有40个直径17mm的长圆孔，一般来说，一栋高层建筑物从地下室到结构封顶总共需要1200～2000m²各种规格尺寸的大钢模板，共有6000～15000个边框孔需要冲压出来，如果加上模板横肋、竖肋和模板配件上的孔，这个数量也很大。

组合钢模板的边框一般采用实际厚度为2.75mm的Q235钢板制作，大钢模板的边框一般采用厚度10mm的Q235钢板或边长80mm、厚度8mm的等边角钢制作，在冲孔过程中，模具所承受的冲击力非常，因冲压造成钢材的冷作硬化而引起模具的摩擦磨损也很剧烈，所以，模板边框孔冲压模具必须具有高硬度、高耐磨性、高断裂韧性和高抗破损性，才能保证建筑模板企业生产的需要。

目前国内模板边框冷冲压模具的材料基本上都采用模具钢制作，最典型的冷冲压模具钢材料有Cr12和Cr12MoV，对于模板横肋、竖肋和配件上的孔，由于数量相对较少，精度通常要求较低，所以也有企业采用9Mn2V、9SiCr、CrWMn、T8A、T10A和T12A等制作，所有这些模具材料通常都在退火状态经机械加工成形，然后淬火，再回火，热处理后的最终硬度在HRC55～65范围内。当这些材料制作的冷冲压模具硬度偏高时，通常非常脆且钢材内部组织应力大，使用过程中，在冲压冲击力的反复作用下很容易破损；而当硬度偏低时，虽然韧性较好，不易破损，但磨损很快，使用寿命很低，需要经常更换冲模，对企业来说，非常影响生产的进度和连续性，并进而影响到企业的效益。

为了满足模板边框孔冷冲压模具对材料硬度、耐磨性、断裂韧性和抗破损性的要求，一种用于冷冲压模具的粉末冶金材料经多年的研究和反复试验，已经可以取代现有的模具钢材料，在建筑模板生产企业推广应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决采用传统模具钢材料不能满足制备建筑模板边框孔冷冲压模具对材料硬度、耐磨性、断裂韧性和抗破损性的要求，而提供一种用于冷冲压模具的粉末冶金材料及其模具成形方法

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种用于冷冲压模具的粉末冶金材料，该材料各组份的质量百分比如下：

碳化钨WC含量为3～8％，铁Fe含量为70～85％，铬Cr含量为3～7％，碳化钽TaC含量为1～5％，钼Mo含量为2～6％，石墨C含量0.8～2％，硅Si含量0.1～0.4％，锰Mn含量0.3～0.5％，氧化钇Y₂O₃含量为0.05～0.2％。

其中各组份的粒径均为2～6μm。

应用本发明的粉末冶金材料制备冷冲压模具的方法，其具体步骤如下：

1)原材料配置