CN103707396B_一种精密制造超薄壁蜂窝陶瓷载体挤出成型模具的方法

　　B28B3/26(2006.01)I;B28B3/20(2006.01)I;C23C18/48(2006.01)I

　　本发明属于机械加工领域，特别涉及一种精密制造超薄壁蜂窝陶瓷载体挤出成型模具的方法。包括以下步骤：首先采用机加工技术制造将模具钢坯体加工成挤出成型模具的基本外形，然后采用线切割工艺加工出模具内部细槽，之后通过挤出泥料对内槽表面进行预磨。将模具浸入镀液槽，将模具浸入镀液槽中，在模具内表面镀上保护镀层，镀层厚度由沉积时间精确控制。最后将模具在氩气保护气氛中热处理，形成具有纳米晶-非晶复合显微组织。最终获得具有高尺寸精度、高硬度、耐磨、耐蚀、自润滑特性的挤出成型模具。

　　未缴年费专利权终止；IPC(主分类):B28B3/26；专利号:ZL84；申请日:20140106；授权公告日:20160106；终止日期:20200106

　　实质审查的生效；IPC(主分类):B28B3/26；申请日:20140106

　　1.一种精密制造超薄壁蜂窝陶瓷载体挤出成型模具的方法，其特征在于包括以下步骤: (1)采用机加工技术制造将模具钢坯体加工成挤出成型模具的基本外形尺寸； (2)采用线切割工艺加工模具内部细槽； (3)将初步制成的模具安装在挤出设备上，挤出陶瓷泥料，对内槽表面进行预磨，之后卸下模具进行下一步加工； (4)将模具浸入镀液槽中，所述镀液槽中镀液的成分为硫酸镍15~30g/L，硫酸铜3~20g/L，硫酸钴 2~20g/L，钨酸钠 l~10g/L，次磷酸钠 25~40g/L，柠檬酸 0.1-0.5mol/L，硅酸钠 10~15g/L，醋酸 l~4g/L ； (5 )镀层沉积结束后，从镀液槽中取出模具，清洗、干燥； (6)将模具进行热处理，所述热处理过程在氩气保护气氛下进行，热处理温度为300~600°C，保温时间2~8小时。

　　2.根据权利要求1所述一种精密制造超薄壁蜂窝陶瓷载体挤出成型模具的方法，其特征在于步骤(5)所述镀层沉积过程中，镀液的pH为1~5、温度保持在60~95°C。

　　3.根据权利要求1所述一种精密制造超薄壁蜂窝陶瓷载体挤出成型模具的方法，其特征在于步骤(5 )所述镀层沉积过程中，镀液在镀液槽中循环流动，并且需要施加超声振荡。

　　[0001] 本发明属于机械加工领域，特别涉及一种精密制造超薄壁蜂窝陶瓷载体挤出成型模具的方法。

　　[0002] 随着工业化水平的不断提升，机动车尾气排放污染在城市大气污染的分担率越来越高，机动车尾气控制技术对于节能减排具有重大社会意义。催化剂涂层蜂窝陶瓷载体是汽油车尾气处理的关键之一，而基于蜂窝陶瓷的颗粒捕集器是柴油车尾气颗粒物净化的关键技术。

　　[0003] 近年来，全球环保法规标准日益升级，对蜂窝陶瓷载体的要求也不断提升，要求蜂窝陶瓷载体的目数更高、壁厚更薄。现有600cpsi和400cpsi的陶瓷载体已经不能满足进一步技术的要求，市场还需要目数更高、壁厚更薄的(如900cpsi以上)超薄壁蜂窝陶瓷载体。目前，生产中蜂窝陶瓷载体的制造过程主要包括:混料、练泥、挤出成型、干燥、烧结等步骤。现有技术中制约超薄壁蜂窝陶瓷载体发展的难点与技术关键在于制造高质量、高精度的挤出成型模具。目前普遍使用机加工配合线切割作为这种模具的主要制造技术，但是这种方法目前存在许多问题使得超薄壁蜂窝陶瓷载体难以生产，例如细小内槽尺寸控制困难使得难以挤出形状规整、壁厚精确的超薄壁蜂窝陶瓷载体、耐磨性差使得多次使用后尺寸精度急剧下降、容易腐蚀使得较长时间不使用就会发生严重腐蚀致使模具报废。因此为了制造新型超薄壁蜂窝陶瓷，就需要模具具有尺寸精度高、内壁耐磨、耐蚀性好且有自润滑特性等优点。

　　[0004] 本发明的目的是提供一种制造蜂窝陶瓷载体挤出成型模具的方法，所得模具具有尺寸精度高、内壁耐磨性好且有自润滑特性等优点，可用于制备新型薄壁蜂窝陶瓷载体。

　　[0006] ( I)采用机加工技术制造将模具钢坯体加工成挤出成型模具的基本外形尺寸；

　　[0008] (3)将初步制成的模具安装在挤出设备上，挤出陶瓷泥料，对内槽表面进行预磨，之后卸下模具进行下一步加工；

　　[0009] (4)将模具浸入镀液槽中，控制镀液pH=l~5、温度在60~95°C的优化条件下，控制镀液在液槽中循环流动并在镀层沉积过程中施加超声振荡，利用沉积时间控制精确镀层厚度；

　　[0013] 采用本方法制备模具的表面具有一层高硬度、耐磨耐蚀、自润滑的涂层，而且可以精确控制细槽尺寸。这种方法解决了现有线切割工艺制造模具所存在的问题，可以制造高质量的挤出成型模具。

　　[0017] 首先采用机加工技术制造将模具钢坯体加工成挤出成型模具的基本外形(如图1所示)，然后采用线切割工艺加工出模具内部细槽，严格控制槽宽度尺寸。之后将初步制成的模具安装在挤出设备上，挤出20kg陶瓷泥料，对内槽表面进行预磨，之后取下模具，将模具浸入镀液槽(如图2所示)，其中镀液的主要成分为:硫酸镍18g/L，次磷酸钠35g/L，硫酸铜5g/L，硫酸钴5g/L，钨酸钠2g/L，柠檬酸0.3mol/L,硅酸钠13g/L，醋酸2g/L。控制镀液pH=2、温度在65 °C，通过外接机械栗控制镀液在液槽中循环流动，并在镀层沉积过程中施加超声振荡，经过3小时沉积后，在模具内表面获得20 μ m厚的致密镀层。从镀液槽中取出模具，清洗、干燥，之后将模具在氩气保护气氛中在350°C热处理4小时，使镀层具有耐蚀耐磨的非晶-纳米晶复合结构(如图3所示)。测试镀层维氏硬度可达1000以上，而且具有良好的耐磨耐蚀特性。