[发明专利]生产铜铝复合排用碳化硅陶瓷材料拉拔模具及制造方法

说明书

本发明涉及一种生产铜铝复合排用碳化硅陶瓷材料拉拔模具及制造方法，结构包括模具本体、通槽，材质为碳化硅陶瓷。所述碳化硅陶瓷材料由下述重量份的成分组成：碳化硅占50～60％、硅占25％～32％、纳米碳黑占4％～7％，酚醛树脂占12％～17％。所述的拉拔模具结构可以有效消除铜铝复合坯中的铜和铝材质之间的间隙，便于铜铝复合坯的后续加工；使用本发明制造方法制成的碳化硅陶瓷拉拔模具，质量轻、硬度高、耐磨损性能优良，寿命较长，表面光洁，加工线材质量优良。

技术领域

本发明属于拉拔模具技术领域，涉及一种生产铜铝复合排用碳化硅陶瓷材料拉拔模具及制造方法。

背景技术

拉拔线材作为重要的金属制品，需求量巨大，如各种金属导线、钢帘线等增强材料、金属钉和各种线材制品。铜铝复合排就是拉拔线材中的一种，其俗称为铜包铝排，具有良好的导电性、可靠性，且密度小，其出现的意义主要是为了降低铜材的消耗。我国属于贫铜富铝的国家，铜矿资源70％依靠进口，因此国家863计划里大力倡导厂家研发新型铜铝复合材料，以此来降低我国对于铜材的消耗，达到“以铝节铜”的战略目的。铜铝复合排的出现符合国家的战略需求，符合社会节能降耗的理念，也符合各企业降低成本的诉求。

作为铜铝复合排线材制造的重要工具—拉拔模具需求量巨大。金属丝经过拉拔模孔被压缩，从而获得所需的尺寸和形状，在这个过程中，模具与线材之间摩擦剧烈，模具使用一段时间后就会失去精度，就需要修配和更换，否则得到的线材力学性能及表面质量无法达到工艺要求。而且现有的拉拔模具不能很好的消除铜铝材质之间的间隙，不利于金属线材的后续加工。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种生产铜铝复合排用碳化硅陶瓷材料拉拔模具及制造方法，提供一种高强耐磨、完全消除铜铝材质之间的间隙的拉拔模具。

技术方案

一种生产铜铝复合排用碳化硅陶瓷材料拉拔模具，其特征在于包括模具本体2和通槽1；所述通槽1包括模具本体2两个端面的出料槽11和进料槽12，两者通过过渡圆弧相连通；所述进料槽呈椭圆锥台状，两腰夹角介于16°～18°之间，外端直径大于内端直径，且外端设有圆倒角；所述出料槽呈槽键状，外端、内端直径相同；所述通槽长度∶模具的直径为2/5～3/5，通槽宽度∶通槽长度为1/5～1/4。

一种用于所述拉拔模具的碳化硅陶瓷材料，其特征在于材料的重量份组份为：50～60％的碳化硅、25％～32％的硅、4％～7％的纳米碳黑，12％～17％的酚醛树脂；组合物中各组分的重量百分比之和为100％。

所述碳化硅粉末的碳化硅含量≥99.8％，粒径5μm≤d₅₀≤10μm。

所述硅粉的硅含量≥99％，粒径1μm≤d₅₀≤5μm。

所述酚醛树脂为HRJ-16008，固含量90％～95％。

一种利用所述碳化硅陶瓷材料制作生产铜铝复合排用碳化硅陶瓷材料拉拔模具的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将50～60％的碳化硅、25％～32％的硅和4％～7％的纳米碳黑，在室温下并采用氩气保护进行混合和球磨；

步骤2：将固溶体粉末装入事先制备的石墨模具中，在压力机作用下预紧；所述石墨模具包括上模具和下模具，上模具和下模具的高度等于所制备的碳化硅陶瓷材料拉拔模具的高度，且内部形状为所制备的碳化硅陶瓷材料拉拔模具的映射模，与模具本体2相应的部位为空心结构，与通槽1相应的部分为实体结构；

步骤3：将12～17份的酚醛树脂在压力泵的作用下吸入装有固溶体粉末的石墨模具中；

步骤4：对静置后的粉末冷压成型，获得具有所需形状的致密毛坯；所述冷压成型的压力为20～40MPa，保压时间为20-30分钟；