[发明专利]一种挤压用档料块材料的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种挤压用挡料块材料及其制备方法和应用；所述挤压用挡料块材料由钢基体和均匀分散于钢基体中的强化相组成；所述强化相在挤压用挡料块材料中的质量分数≥0.5％。所述挤压用挡料块材料由粉末冶金制备获得，所述强化相为原位形成和/或非原位形成。具体制备方法为，将各原料粉末混合均匀后，进行放电等离子烧结，所述放电等离子烧结的工艺参数：烧结温度为：1000℃～1200；烧结保温时间为：0.5～2h，烧结压力为30～50MPa，再进行热处理，所述热处理工艺：1000～1100℃保温2～4h，油冷，540～560℃回火3～4h，然后按图纸对坯体进行机械加工，制得所需尺寸和形状的挡料块，该方法突破常规熔铸工艺对强化相种类及体积分数的限制，使挡料块兼具良好的常温和高温力学性能。

技术领域

本发明属于高温模具制备领域，尤其涉及一种挤压用挡料块材料的制备方法和应用。

背景技术

连续挤压工艺在生产铝、铜管材、线材和板材上具有无可比拟的优势，其投资少、不需加热、可连续生产、材料利用率高。但也对以挡料块为代表的挤压模具提出了更高的要求，挡料块在在连续高强度挤压下承受压缩应力、弯曲应力，另外还要受到冲击负荷的作用，以至于挡料块会产生高达1000～1100MPa的挤压应力和550℃～750℃(挤压铜合金)的温度，因而在连续挤压过程形成的极端应用环境下，要求其兼具良好的常温和高温力学性能，但目前少有材料能够达到这一性能要求。

加之目前挡料块大多通过铸造方法制得，其高温强度和硬度一般，即使在合金中添加强化元素，强化相的种类及体积分数也会受到限制，限制了其高温强度和硬度的提升，因而采用新技术、新材料来研发一款满足性能要求的挡料块显得十分迫切。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种兼具良好的常温和高温力学性能的挤压用挡料块材料及其制备方法和应用。

本发明一种挤压用挡料块材料，所述挤压用挡料块材料由钢基体和均匀分散于钢基体中的强化相组成，所述强化相选自WC、TiC、Cr₃C₂中的至少一种；所述强化相在挤压用挡料块材料中的质量分数≥0.5％。

优选的方案，所述强化相在挤压用挡料块材料中的质量分数为0.5～3.5％。

作为进一步优选的方案，所述强化相在挤压用挡料块材料中的质量分数为1～2.5％。

优选的方案，所述挤压用挡料块材料由粉末冶金制备获得，所述强化相为原位形成和/或非原位形成。

在本发明中，通过粉末冶金方式制备挤压用挡料块材料，其强化相通过粉末形式加入，而非完全原位形成，相对于现有技术中采用铸造的方式所制备的挡料块材料，本发明的强化相成份可控可调，且其在挡条块材料中的质量占比可大幅高于现有技术中的挡料块材料强化相的质量占比，因此可大幅提高挡条块材料的高温强度。

优选的方案，所述钢基体包含以下元素，C、Si、Mo、Cr、V，Fe；所述钢基体中各元素在挤压用挡料块材料中的质量分数分别为：C:0.30～0.48％，Si:0.75～1.1％，Mo:0.33～0.65％，Cr:5.35～6.70％，V:0.65～1.0％，Fe余量成份。

在本发明中，为了进一步的增强本发明中挤压用挡料块材料的力学性能，对于钢基体的成份也进行了一定的调整，如相比与本发明成份更为接近的H13钢，本发明增大了Cr的含量，Mo的含量，发明人发现，这些元素含量的适当提高对于提升材料的性能具有明显的效果。

作为进一步的优选方案，所述钢基体中各元素在挤压用挡料块材料中的质量分数分别为：C:0.35～0.4％，Si:0.8～1％，Mo:0.5～0.53％，Cr:5.85～6.25％，V:0.75～0.8％，Fe余量成份。

本发明一种挤压用挡料块材料的制备方法，包活如下步骤：