[发明专利]一种高强度聚晶金刚石拉丝模的真空二次热压制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及拉丝模技术领域，尤其涉及一种高强度聚晶金刚石拉丝模的真空二次热压制作工艺。

背景技术

在金属压力加工中，在外力的作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所需要的横截面积、形状和尺寸的工具称为拉丝模，它是一种使金属丝由粗到细，逐步达到人们所需要的尺寸的工具，由模套和模芯两部分组成，在使用的过程中，由于拉拔的作用，会使模具发生不同程度的损伤，质量好的模具对于提高企业的生产效率，降低企业的成本是至关重要的，要想降低成本，获得稳定长时间的拉拔，精确地尺寸，较好的表面质量，没有高质量的拉丝模具是难以实现的。

聚晶金刚石是用经过认真挑选的质量优良的人造金刚石单晶加上少量的硅、钛等结合剂，在高温高压的条件下聚合而成，以其高硬度、高耐磨性以及优良的性价比等特点越来越受到拉丝行业的青睐，成为拉丝行业应用最广泛的模芯材料，但是金刚石脆性较大，难于加工，在制备模具以及模具的使用过程中会发生脆性爆裂，影响企业的产品质量，拉丝模在模芯表面会进行镶套保护模芯。拉丝模芯的镶套是模具生产过程中的一个重要环节，其中镶套的成分以及镶套工艺是直接影响拉丝模成品质量的重要因素。目前常用的金刚石拉丝模镶套方法有两种：一种是热镶，一种是粉末镶，其中以粉末镶套最为突出。现有技术中的模具在模芯的利用率，使用寿命和模具修复方面还不能达到另人们满意的程度。

因此，如何选择镶套用金属粉末的成分，优化镶套工艺，提高模芯的利用率，得到综合性能好的模具，延长模具的使用寿命，提高生产的效率，降低生产成本是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高强度聚晶金刚石拉丝模的真空二次热压制作工艺，实现了模具的镶套制作工艺的优化，得到综合性能好的模具，提高模具制备过程中模芯的利用率，延长模具的使用寿命，增加模具的修复次数。

本发明公开了一种高强度聚晶金刚石拉丝模的真空二次热压制作工艺，所述拉丝模包括聚晶金刚石模芯、镶套和具有内腔的钢套，镶套包裹模芯并设于钢套的内腔中，镶套由顶部、底部和环绕模芯的周部组成，镶套采用金属粉末烧结而成；镶套制作工艺包括如下步骤：

S1、按质量百分比将34-37wt％的铁粉、20-25wt％的镍粉、15-19wt％的铜粉、8-10wt％的铝粉、8-10wt％的锌粉、1-2wt％的锡粉、1-2wt％的镁粉、2-3wt％的银粉、1-2wt％的磷粉、2-3wt％的锌-30wt％铝中间合金粉混合均匀得到金属粉，所述金属粉颗粒度为160目左右；

S2、将钢套放置在石墨模具中；

S3、称取A单位S1中配制的金属粉倒入钢套中，震动石墨模具使金属粉均匀平整，将石墨压柱插入石墨模具中压住金属粉，放入烧结机内压力冷压将金属粉压实形成镶套底部；

S4、在聚晶金刚石模芯的第一端面固定在镶套底部，聚晶金刚石模芯与钢套的处于同一中心轴线；

S5、称取B单位S1中配制的金属粉倒入钢套中，使金属粉充满聚晶金刚石模芯的周围空间，震动石墨模具使金属粉均匀平整，将石墨压筒插入石墨模具中压住金属粉，放入烧结机内冷压将金属粉压实形成镶套周部；

S6、称取C单位S1中配制的金属粉倒入钢套中，震动石墨模具使金属粉均匀平整，将石墨压柱插入石墨模具中压住金属粉，放入烧结机内冷压后形成镶套顶部；

S7、将装有冷压成型的金属粉、聚晶金刚石模芯和钢套的模具放入真空烧结机内进行真空热压烧结；在真空热压烧结过程中，镶套底部、周部和顶部真空热压形成一体镶套，并且，镶套、聚晶金刚石模芯和钢套真空热压成一体形成聚晶金刚石拉丝模；其中，真空一次热压过程如下：真空度为2×10^-3-8×10^-3Pa，压制压力为20-45MPa，以20-30℃/min的速率升温至500-550℃，保温保压10-20min；真空二次热压过程如下：2×10^-3-8×10^-3Pa，压制压力为 20-45MPa，以10-15℃/min的速率，升温至600-650℃，保温10-15min，保压15-20min，随炉冷却到200℃以下；

S8、卸压后取出得到高强度聚晶金刚石拉丝模。

优选地，所述金属粉按质量百分比包括：35wt％的铁粉、22wt％的镍粉、16wt％的铜粉、 9wt％的铝粉、9wt％的锌粉、1.5wt％的锡粉、1.5wt％的镁粉、2.2wt％的银粉、1wt％磷粉、2.8wt％的锌-30wt％铝中间合金粉。