[发明专利]一种提高汽车零部件生产所用模具材料性能的方法

说明书

本发明涉及新材料加工技术领域，公开了一种提高汽车零部件生产所用模具材料性能的方法，通过微观结构组织层面和力学性能的研究对模具材料的综合性能进行提高，在铸铁熔炼后添加制备得到的球化剂，进行球化反应处理，所述球化剂材料在制备过程中，以氮化硅以及纳米级二氧化钛为原料，反应制备Si3N4/TiO2复合材料，其材质特性能够很好的解决现有球磨铸铁材料的弊端，加工制备的零部件的机械性能和耐磨强度显著提升，提高了抗拉毛性能，零部件精度显著提升，从而延长了组件的使用寿命，提高了汽车部件的使用性能和美观性。

技术领域

本发明属于新材料加工技术领域，具体涉及一种提高汽车零部件生产所用模具材料性能的方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，各类汽车零部件也日趋精益化。零部件的生产品质依赖模具的性能的好坏，现有的汽车零部件大多数是采用球磨铸铁模具材料加工得到。

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。

随着产业的高速发展，球墨铸铁模具材料的缺点日益暴露：材料加工周期长，加工费用高，组合精度低、冲压过程中出现拉毛等力学性能问题，严重影响汽车装配质量。因此，当前急需一种经济、高效模具材料，对于汽车零部件生产具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高汽车零部件生产所用模具材料性能的方法，提高了抗拉毛性能，零部件精度显著提升，从而延长了组件的使用寿命，提高了汽车部件的使用性能和美观性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高汽车零部件生产所用模具材料性能的方法，在铸铁熔炼后添加制备得到的球化剂，进行球化反应处理，除渣后浇注成型，加工成模具，所述球化剂的制备过程包括以下步骤：

（1）称取20-22克氮化硅研磨2-3小时，加入2.7-2.8克纳米二氧化钛混合均匀，然后在氩气氛围下，升温至900-920℃，煅烧氧化1-2小时，自然冷却至室温后置于配制好的酸液中浸泡4-5小时，持续搅拌下油浴升温至88-90℃，加入1.3-1.6克的氢氧化钠，停止搅拌，陈化8-10小时，自然降温至20-25℃，使用高速离心机分离得到固体沉淀物，使用乙醇洗涤至中性，置于90-100℃干燥箱中干燥7-8小时，得到Si3N4 /TiO2复合材料；

（2）称取7.5-8.0克氧化铈置于60-65℃乙二醇水溶液中浸泡30-40分钟，然后进行过滤，使用丙酮超声清洗5-8分钟，置于60-70℃干燥箱中烘干，加入步骤（1）制备得到的Si3N4 /TiO2复合材料，快速搅拌下，滴加15-18毫升亚硫酸水溶液，滴加速度为3-5滴/秒，搅拌混炼3-4小时，然后置于预热至270-280℃的电阻炉中，以4-5℃/分钟的速度升温至1060-1080℃，保温煅烧1.5-2.0小时，自然冷却至室温后研磨得到粉状球化剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述球化剂粒径大小在0.7-1.0毫米之间。

作为对上述方案的进一步描述，所述球化剂添加量为铸铁原料质量的0.10-0.15%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述酸液配制方法为：称取2.0-2.4克草酸铵溶解于180-200毫升质量浓度为16-18%的双氧水中。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述Si3N4 /TiO2复合材料的致密度在92.5-93.0%之间。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述乙二醇水溶液质量浓度为80-85%。