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一种新型模具材料的制备工艺

阅读：253发布：2024-01-14

专利汇可以提供一种新型模具材料的制备工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种新型模具材料的制备工艺，将纳米空心二硫化钼、制革含铬污泥、碳化硅、纳米钼粉、纳米钛酸钡、氧化钕、颗粒增强剂、硫酸钠、氯化钛、次磷酸钠、硼氢化钠、柠檬酸钠、硫酸铵、氢氧化钠、乳酸和催化剂按比例混合均匀，加入到炉体中，在熔炼过程中，采用非自耗真空电弧炉炉体抽真空至真空度低于8.0×103Mpa后，充入高纯度氩气，开始引弧熔炼，电流缓慢调升至250～300A，并保持电流稳定，熔炼10min后翻转合金铸锭，再次熔炼，每个合金实样反复熔炼3次，用以保证合金熔炼均匀，即得高强度模具材料，所得材料具有良好力学性能、抗磨性能和耐腐蚀性能。，下面是一种新型模具材料的制备工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种新型模具材料的制备工艺，其特征在于将以下配方组分混合均匀，加入到炉体中熔炼得到耐磨耐腐蚀高强度模具材料：纳米空心二硫化钼58-70份、制革含铬污泥25-30份、碳化硅3-5份、纳米钼粉6-8份、纳米钛酸钡4-6份、稀土氧化物2-4份、颗粒增强剂1-2份、硫酸钠1-3份、氯化钛2-3份、次磷酸钠8-10份、硼氢化钠15-20份、柠檬酸钠10-15份、乳酸
10-14份、硫酸铵8-12份、氢氧化钠8-13份以及催化剂5-7份；
其中稀土氧化物为氧化钕、氧化镨和氧化铈中的任意一种；
其中颗粒增强剂的制备方法：向容器中加入乙二胺四乙酸4-6份、羧甲基纤维素钠3-4份、季戊四醇5-7份和二乙基磷酰基乙酸40-60份，之后添加水400-600份和氢氧化铝8-12份，加热至88-92℃以使所得溶液回流，保持88-92℃下1-2h，使用旋转蒸发仪移除水以使固体物质残留，添加180-220份乙醇，并过真空过滤分离固体，置放在真空烘箱中干燥隔夜；
其中催化剂的制备方法：分别准确称CdLa2S4 1-2份、碳化硅0.4-0.8份、纳米二氧化钛
0.2-0.4份、丁烷四羧酸0.5-1份和聚碳酸酯二醇2-4份混合，置于玛瑙研钵研磨15-30min，将混合的粉末转移到盛有粉末总质量5-10倍蒸馏水的容器中，超声处理20-40min，然后在
105-115℃的水浴锅中去水、蒸干，在480-520℃的马富炉烧制40-80min，真空干燥；
所述的份均指质量份。
2.根据权利要求1所述的一种新型模具材料的制备工艺，其特征在于：所述配方组分的比例是：纳米空心二硫化钼65份、制革含铬污泥28份、碳化硅4份、纳米钼粉7份、纳米钛酸钡
5份、稀土氧化物3份、颗粒增强剂1.5份、硫酸钠2份、氯化钛2份、次磷酸钠9份、硼氢化钠18份、柠檬酸钠13份、乳酸12份、硫酸铵10份、氢氧化钠10份、催化剂6份。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型模具材料的制备工艺，其特征在于：在熔炼过程中，采用非自耗真空电弧炉炉体抽真空至真空度低于8.0×10-3Mpa后，充入高纯度氩气，开始引弧熔炼，电流缓慢调升至250～300A，并保持电流稳定，熔炼8-12min后翻转合金铸锭，再次熔炼，每个合金实样反复熔炼3次，用以保证合金熔炼均匀。

说明书全文

一种新型模具材料的制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及模具材料制备工艺领域，具体涉及一种新型模具材料的制备工艺。

背景技术

[0002] 在工业化进程中，模具制造业作为国民经济发展的基础，受到政府和企业的高度关注。在工业生产中，如何提高模具的精度，缩短模具设计周期，延长模具使用寿命，是亟需解决的技术难题。目前模具材料普遍存在着力学性能不够完善和耐磨性不能令人满意的缺陷，同时为了提高其使用寿命，需要添加防腐蚀性的金属，由此增加了成本。

[0003] 另一方面，我国是制革大国，每年产出大量的含铬污泥，而铬污泥不能填埋，不能私自焚烧，造成目前每顿污泥需要1500～3000元不等的处理费用，严重影响着制革企业的生存和发展的问题。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型模具材料的制备工艺，制备的模具材料在高温下的使用寿命更长，并具有优良的物理性能，用以有效解决背景技术中的问题。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

[0006] 一种耐磨耐腐蚀高强度模具材料的制备工艺，其特征在于将以下配方组分混合均匀，加入到炉体中熔炼得到耐磨耐腐蚀高强度模具材料：纳米空心二硫化钼58-70份、制革含铬污泥25-30份、碳化硅3-5份、纳米钼粉6-8份、纳米钛酸钡4-6份、稀土氧化物2-4份、颗粒增强剂1-2份、硫酸钠1-3份、氯化钛2-3份、次磷酸钠8-10份、硼氢化钠15-20份、柠檬酸钠10-15份、乳酸10-14份、硫酸铵8-12份、氢氧化钠8-13份以及催化剂5-7份；

[0007] 其中稀土氧化物为氧化钕、氧化镨和氧化铈中的任意一种；

[0008] 其中颗粒增强剂的制备方法：向容器中加入乙二胺四乙酸4-6份、羧甲基纤维素钠3-4份、季戊四醇5-7份和二乙基磷酰基乙酸40-60份，之后添加水400-600份和氢氧化铝8-
12份，加热至88-92℃以使所得溶液回流，保持88-92℃下1-2h，使用旋转蒸发仪移除水以使固体物质残留，添加180-220份乙醇，并过真空过滤分离固体，置放在真空烘箱中干燥隔夜；

[0009] 其中催化剂的制备方法：分别准确称CdLa2S41-2份、碳化硅0.4-0.8份、纳米二氧化钛0.2-0.4份、丁烷四羧酸0.5-1份和聚碳酸酯二醇2-4份混合，置于玛瑙研钵研磨15-30min，将混合的粉末转移到盛有粉末总质量5-10倍蒸馏水的容器中，超声处理20-40min，然后在105-115℃的水浴锅中去水、蒸干，在480-520℃的马富炉烧制40-80min，真空干燥；

[0010] 所述的份均指质量份。

[0011] 所述配方组分的比例是：纳米空心二硫化钼65份、制革含铬污泥28份、碳化硅4份、纳米钼粉7份、纳米钛酸钡5份、稀土氧化物3份、颗粒增强剂1.5份、硫酸钠2份、氯化钛2份、次磷酸钠9份、硼氢化钠18份、柠檬酸钠13份、乳酸12份、硫酸铵10份、氢氧化钠10份、催化剂6份。

[0012] 在熔炼过程中，采用非自耗真空电弧炉炉体抽真空至真空度低于8.0×103Mpa后，充入高纯度氩气，开始引弧熔炼，电流缓慢调升至250～300A，并保持电流稳定，熔炼8-12min后翻转合金铸锭，再次熔炼，每个合金实样反复熔炼3次，用以保证合金熔炼均匀。本发明的有益效果：

[0013] 本发明以纳米空心二硫化钼和纳米钼粉以及碳化硅为主要原料，加入一定量的稀土氧化物、颗粒增强剂、硫酸盐和含铬污泥，制备出抗氧化性和耐磨性更好的模具材料，使得模具材料在高温下的使用寿命更长，并具有优良的物理性能。

[0014] 本发明使用了较高比例的含铬污泥，对于消化制革企业含铬污泥具有积极意义。本发明采用新制备的颗粒增强剂增加了金属相互之间的相容性，模具材料的防腐效果和力学性能更高。

[0015] 本发明新制备的催化剂采用了组分丁烷四羧酸和聚碳酸酯二醇，使催化剂具有比表面积更大，催化效率更高的突出特点，确保含铬污泥中的有机物快速、高效释放出来，提高了模具材料的致密性(从力学性能可以衡量)。

具体实施方式

[0016] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0017] 实施例1

[0018] 将纳米空心二硫化钼65份、制革含铬污泥28份、碳化硅4份、纳米钼粉7份、纳米钛酸钡5份、氧化钕3份、颗粒增强剂1.5份、硫酸钠2份、氯化钛2份、次磷酸钠9份、硼氢化钠18份、柠檬酸钠13份、硫酸铵10份、氢氧化钠10份、乳酸12份、催化剂6份按比例混合均匀，加入到炉体中，在熔炼过程中，采用非自耗真空电弧炉炉体抽真空至真空度低于8.0×103Mpa后，充入高纯度氩气，开始引弧熔炼，电流缓慢调升至250～300A，并保持电流稳定，熔炼10min后翻转合金铸锭，再次熔炼，每个合金实样反复熔炼3次，用以保证合金熔炼均匀，即得模具材料。

[0019] 所述颗粒增强剂的制备方法：将备有机械搅拌器、玻璃塞以及具氮气入口的冷凝器的250mL三口烧瓶用作反应容器，向容器中加入乙二胺四乙酸5g、羧甲基纤维素钠3.3g、季戊四醇6g、二乙基磷酰基乙酸50mL，之后添加水500mL和氢氧化铝10.16g，加热90℃所得溶液以使其回流，并且保持在温度下2h，使用旋转蒸发仪移除水以使固体物质残留，添加200mL乙醇，并过真空过滤分离固体，置放在真空烘箱中干燥隔夜。

[0020] 所述催化剂的制备方法：分别准确称1gCdLa2S4、碳化硅0.6g、纳米二氧化钛0.3g、丁烷四羧酸0.7g和聚碳酸酯二醇3g混合，置于玛瑙研钵研磨20min，将混合的粉末转移到盛有30ml蒸馏水的小烧杯中，超声处理30min，然后在110℃的水浴锅中去水、蒸干，在500℃的马富炉烧制1h，真空干燥，得到催化剂。

[0021] 实施例2

[0022] 将纳米空心二硫化钼65份、制革含铬污泥28份、碳化硅4份、纳米钼粉7份、纳米钛酸钡5份、氧化镨3份、颗粒增强剂1.5份、硫酸钠2份、氯化钛2份、次磷酸钠9份、硼氢化钠18份、柠檬酸钠13份、硫酸铵10份、氢氧化钠10份、乳酸12份、催化剂6份按比例混合均匀，加入到炉体中，在熔炼过程中，采用非自耗真空电弧炉炉体抽真空至真空度低于8.0×103Mpa后，充入高纯度氩气，开始引弧熔炼，电流缓慢调升至250～300A，并保持电流稳定，熔炼10min后翻转合金铸锭，再次熔炼，每个合金实样反复熔炼3次，用以保证合金熔炼均匀，即得模具材料。

[0023] 所述颗粒增强剂的制备方法：将备有机械搅拌器、玻璃塞以及具氮气入口的冷凝器的250mL三口烧瓶用作反应容器，向容器中加入乙二胺四乙酸5g、羧甲基纤维素钠3.3g、季戊四醇6g二乙基磷酰基乙酸50mL，之后添加水500mL和氢氧化铝10.16g，加热90℃所得溶液以使其回流，并且保持在温度下2h，使用旋转蒸发仪移除水以使固体物质残留，添加200mL乙醇，并过真空过滤分离固体，置放在真空烘箱中干燥隔夜。

[0024] 所述催化剂的制备方法：分别准确称1gCdLa2S4、碳化硅0.6g、纳米二氧化钛0.3g、丁烷四羧酸0.7g和聚碳酸酯二醇3g混合，置于玛瑙研钵研磨20min，将混合的粉末转移到盛有30ml蒸馏水的小烧杯中，超声处理30min，然后在110℃的水浴锅中去水、蒸干，在500℃的马富炉烧制1h，真空干燥，得到催化剂。

[0025] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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