一种金刚石拉丝模生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种金刚石拉丝模生产工艺，采用以消失模工艺为基础制作基体，对基体的内孔进行粗加工，在内孔壁上以热喷涂方式制出合金层；合金层经表面脱碳处理和稀硝酸去钴预处理后，金刚石微粉预置形核处理并经热丝化学气相沉积法在合金层的压缩区内壁表面沉积一层金刚石薄膜。利用新型基体材料以及制作方式，大大提高耐磨、耐高温、耐酸性能，同时还能有效地降低拉丝模整体原料的成本，缩短产品制作周期。期。期。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石拉丝模生产工艺


[0001]本专利技术属于线材成型模具领域，具体涉及一种金刚石拉丝模生产工艺。

技术介绍

[0002]在金属压力加工中，在外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的工具称为拉丝模具。现代拉丝模具的主要材质有合金（钨钢）、PCD、CVD、天然钻石、人造单晶、合金涂层拉丝等，天然金刚石具有最高的硬度、热导率、高化学稳定性和热稳定性等特点，被广泛应用在金属拉丝模具制造领域。但由于天然金刚石数量稀少且品质参差不齐（颗粒大小、形状、颜色、缺陷等），与天然金刚石性能接近的人工合成金刚石，因为其在品质一致性和价格方面的优势，正逐渐取代天然金刚石，成为金属拉丝模具制造的主要材料。现检索出CN111530954A公开一种人造金刚石精密孔径拉丝模具生产工艺，包括如下步骤：1）选择坯料：选择一块不锈钢块；2）磨光整形：利用磨床对不锈钢的外表进行研磨整形，最终研磨得到正方体的不锈钢块；3）钻孔：将步骤2中的不锈钢块放置在钻床上并在其中心处进行钻孔；4）镶套：将人造金刚石放入步骤3的钻孔中，并加入预合金粉；5）热压烧结：对步骤4中的人造金刚石进行高温高压烧结，得到模坯；6）车口：利用车口设备对准人造金刚石进行车口，在人造金刚石的两侧车出碗形口，并使碗形口与人造金刚贯通处形成防断裂移位环；7）超声波打孔：利用超声波设备并穿过碗形口和防断裂移位环对人造金刚石进行打孔。该技术在实际生产时通过热压烧结方式正常周期长，材料浪费较多，成本相对较高，且打孔时容易造成金刚石结构的损坏，次品率高，后期影响拉丝使用。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，专利技术人经过实践和总结得出本专利技术的技术方案，本专利技术公开了一种金刚石拉丝模生产工艺，工艺步骤如下：步骤一：以消失模工艺为基础制作基体，对基体的内孔进行粗加工，在内孔壁上以热喷涂方式制出合金层；步骤二：合金层经表面脱碳处理和稀硝酸去钴预处理后，金刚石微粉预置形核处理并经热丝化学气相沉积法在合金层的压缩区内壁表面沉积一层金刚石薄膜；形核阶段的反应压力为3.0～5.0kPa，反应气体为CH4和H2混合气，总流量300～ 500ml/min，CH4的体积份数为2～4％，热丝温度2000～2300℃，时间30～60min；生长阶段的反应压力2.0～4.0kPa，反应气体采用CH4和H2混合气，总流量300～500ml/min，CH4的体积份数为1～3％；直拉热丝的温度约为2000℃～2300℃；模具表面温度为800℃～1000℃，再沉积时间5～7h；步骤三：采用自制内腔研磨装置对内孔处的金刚石薄膜修整至设计尺寸。在上述实施例的基础上作出如下改进，所述基体的组份按质量分数计包括80.0~90.0份的Cr，7.0~13.0份的C，2.3~8.4份的Fe，0.1~0.5份的Si，0.1~0.5份的Al，0.01~0.3份
的S，0.01~0.05份的P。在上述实施例的基础上作出如下改进，所述合金层由内至外依次设置有过渡层、热障复合层以及衔接层。在上述实施例的基础上作出如下改进，所述过渡层的组份按质量分数计包括0.5~1.2份的C，13~19份的Cr，2.8~4.2份的B，2.8~5.2份的Si，10~17份的Fe，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝（B+Si）/5（C+Cr）+Cr/6Ni计算，化学组分满足0.11≤REC≤0.15。在上述实施例的基础上作出如下改进，所述热障复合层的组份按质量分数计包括0.35~0.75份的C，13~21份的Cr，2.4~4.4份的B，2.7~5.4份的Si，11~18份的Fe，2.5~3.5份的Co，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝（B+Si）/5（C+Cr）+（Cr+Co）/6（Ni+Co）+Co/8（Ni+Co）计算，化学组分满足0.13≤REC≤0.16。在上述实施例的基础上作出如下改进，所述衔接层的组分按重量计包括：2.0~2.3份的C，6~20份的Cr，3.0~4.0份的B，3.5~4.0份的Si，8~17份的Fe，30~40的W，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝（B+Si）/5（C+Cr）+（Cr+W）/6（Ni+W）+W/12（Ni+W）计算，化学组分满足0.25≤REC≤0.30。在上述实施例的基础上作出如下改进，所述基体上设置有拉丝粉循环通道，拉丝粉循环通道的两端分别位于拉丝模入口区和润滑区。在上述实施例的基础上作出如下改进，所述内腔研磨装置，包括架体，架体上安装有拉丝模定位组件和工作区研磨组件，拉丝模定位组件和工作区研磨组件能够相对运动，拉丝模定位组件包括安装在架体上的定位夹具，定位夹具包括气动卡盘或三爪卡盘式定位夹具，工作区研磨组件包括安装在架体上的驱动电机，驱动电机的输出端安装有研磨针，研磨针的外侧套装有伸缩管，伸缩管的外侧安装有激光测距传感器，伸缩管的底部安装有定位件，定位件罩设在拉丝模外侧，架体上安装有升降平台一，升降平台一上安装有驱动器，驱动器的输出端与定位夹具连接，升降平台一和定位夹具转动安装。在上述实施例的基础上作出如下改进，所述工作区研磨组件还包括设置于架体上的升降平台二，升降平台二用于安装驱动电机。在上述实施例的基础上作出如下改进，所述伸缩管的顶部安装有万向球，万向球套装在研磨针的外侧，升降平台二上转动安装有固定板，固定板和升降平台二之间安装有调节组件，调节组件包括齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构中的一种，固定板上安装有倾角传感器。与现有技术相比，本专利技术可以获得以下技术效果：1.本专利技术的技术方案与现有技术相比，利用新型基体材料以及制作方式，大大提高耐磨、耐高温、耐酸性能，同时还能有效地降低拉丝模整体原料的成本，缩短产品制作周期。2.本专利技术的技术方案与现有技术相比，在拉丝模基体内孔内壁上采用局部或全覆盖的热喷涂耐磨、耐高温、耐酸碱的合金层（Cr的加入，Co具有极好的耐腐蚀、耐热和抗氧化等可贵特性，结合Cr可起到固溶强化和弥散强化作用，可以析出弥散的铬碳、硼铬硬质相，可对Ni基体其固溶强化作用和增强钝化能力，高耐腐蚀性和高温抗氧化性），进行进一步提升耐高温、耐磨、耐冲击性能。本专利技术的技术方案与现有技术相比，通过拉丝粉循环通道利于润滑层外侧的拉丝
粉实现往复循环运动，防止拉丝粉在局部位置长时间工作，造成拉丝模过大损失。
附图说明
[0004]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术制作出的拉丝模产品整体结构示意图；图2为本专利技术的金刚石薄膜的电镜图；图3为本专利技术中自制内腔研磨装置的整体结构示意图；图4为本专利技术中自制内腔研磨装置的两种整体结构示意图；图5为本技术的图4中研磨针和伸缩管的连接结构示意图；图6为本技术的图4中固定板和升降平台二的连接结构示意图。
具体实施方式
[0005]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石拉丝模生产工艺，其特征在于，工艺步骤如下：步骤一：以消失模工艺为基础制作基体，对基体的内孔进行粗加工，在内孔壁上以热喷涂方式制出合金层；步骤二：合金层经表面脱碳处理和稀硝酸去钴预处理后，金刚石微粉预置形核处理并经热丝化学气相沉积法在合金层的压缩区内壁表面沉积一层金刚石薄膜；形核阶段的反应压力为3.0～5.0kPa，反应气体为CH4和H2混合气，总流量300～500ml/min，CH4的体积份数为2～4％，热丝温度2000～2300℃，时间30～60min；生长阶段的反应压力2.0～4.0kPa，反应气体采用CH4和H2混合气，总流量300～500ml/min，CH4的体积份数为1～3％；直拉热丝的温度约为2000℃～2300℃；模具表面温度为800℃～1000℃，再沉积时间5～7h；步骤三：采用自制内腔研磨装置对内孔处的金刚石薄膜修整至设计尺寸。2.根据权利要求1所述的一种金刚石拉丝模生产工艺，其特征在于，所述基体的组份按质量分数计包括80.0～90.0份的Cr，7.0～13.0份的C，2.3～8.4份的Fe，0.1～0.5份的Si，0.1～0.5份的Al，0.01～0.3份的S，0.01～0.05份的P。3.根据权利要求2所述的一种金刚石拉丝模生产工艺，其特征在于，所述合金层由内至外依次设置有过渡层、热障复合层以及衔接层。4.根据权利要求3所述的一种金刚石拉丝模生产工艺，其特征在于，所述过渡层的组份按质量分数计包括0.5～1.2份的C，13～19份的Cr，2.8～4.2份的B，2.8～5.2份的Si，10～17份的Fe，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+Cr/6Ni计算，化学组分满足0.11≤REC≤0.15。5.根据权利要求4所述的一种金刚石拉丝模生产工艺，其特征在于，所述热障复合层的组份按质量分数计包括0.35～0.75份的C，13～21份的Cr，2.4～4.4份的B，2.7～5.4份的Si，11～18份的Fe，2...

【专利技术属性】
技术研发人员：于朋彬，张永杰，王丽，熊朝芬，
申请(专利权)人：山东坤伦纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：