[发明专利]一种具有镀膜层的管材挤出口模及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及管材加工模具技术领域，主要涉及一种具有镀膜层的管材挤出口模及其制备方法。

背景技术

管材挤出口模一般采用45钢、50钢、40铬合金钢、38铬钼铝合金钢等制成。在管材挤出口模经过一段时间的管材挤出后,钢铁或者合金钢的管材挤出口模的内壁容易被磨损，导致挤出的管材壁厚变大；还有金属口模的表面不够光滑，设备启动时，聚合物熔体的小分子还未充分析出，管材的表面比较粗糙，只有等小分子析出充分后，管材的表面才比较光滑；从设备启动到管材表面光滑稳定的这段时间，会造成较多的废料，浪费较大。

此外，金属口模的表面较粗糙，摩擦系数大，容易引起金属口模与高分子之间的摩擦系数大于高分子链之间的摩擦系数，导致高分子容易附着在口模上，形成口模积料；口模积料随着生产的持续进行变得越来越多，有时会导致生产不能继续，降低生产效率，大块的口模积料易刮伤管材表面，或掉落到管材的外表面而被压进管材，严重影响管材表面的光滑度以及管材的综合性能，合格率降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在管材挤出口模内表面设置一层高硬度高光滑度镀膜层，硬度高、耐磨损、摩擦系数小，挤出的管材壁厚均匀的具有镀膜层的管材挤出口模及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：

一种具有镀膜层的管材挤出口模，包括管材挤出口模基体，在所述管材挤出口模基体内表面设置一金刚石膜镀层。

在本发明的一个优选实施例中，所述管材挤出口模基体由38铬钼铝合金钢材料制成。

在本发明的一个优选实施例中，所述金刚石膜镀层的厚度为10-17μm。

在本发明的一个优选实施例中，所述金刚石膜镀层的厚度为13μm。

一种具有镀膜层的管材挤出口模的制备方法，包括如下步骤：

1.将所述管材挤出口模基体的内表面预先在硝酸溶液中浸泡10分钟，去离子水洗净；

2.将干后的所述管材挤出口模基体用0.3μm纳米金刚石加丙酮的悬浮液超声波振荡清洗30分钟至60分钟，再用丙酮超声波清洗20分钟，吹干备用；

3.采用热丝化学气相沉积法(HFCVD)，在所述管材挤出口模基体的内表面附近放入通电的螺旋钨丝进行加热，所述管材挤出口模基体与钨丝之间的距离为4mm至8mm；所述钨丝的温度控制在2000℃至2200℃之间，真空室的压力控制在5KPa至10KPa之间，所述管材挤出口模基体的温度控制在700℃至900℃之间；

4.在所述管材挤出口模基体内部通入CH₄和H₂混合气体，使所述混合气体之间激发离解，在所述管材挤出口模基体的内表面生成所述金刚石膜镀层。

本发明的有益效果是：一种具有镀膜层的管材挤出口模及其制备方法，通过在管材挤出口模的内表面设置一金刚石镀膜层，使得口模的内表面硬度高、耐磨损，摩擦系数低、表面光滑度高，减少了开机时的废料量，同时避免在口模形成积料，增加了被挤出的管材表面光滑度以及综合性能，保持了管材壁厚的均匀度。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

一种具有镀膜层的管材挤出口模，包括管材挤出口模基体，管材挤出口模基体的材料为45钢、50钢、40铬合金钢、38铬钼铝合金钢的一种；优选的，管材挤出口模基体由38铬钼铝合金钢材料制成。在口模基体内表面设置一金刚石膜镀层，金刚石膜镀层的厚度为10-17μm；优选的，金刚石膜镀层的厚度为13μm；金刚石膜镀层SP³碳原子键结构含量高于70％，摩擦系数低至 0.094-0.102(相对金属钢)。

上述具有镀膜层的管材挤出口模的制备方法，包括如下步骤：

1.将管材挤出口模基体的内表面预先在硝酸溶液中浸泡10分钟，去离子水洗净；

2.将干后的管材挤出口模基体用0.3μm纳米金刚石加丙酮的悬浮液超声波振荡清洗30分钟至60分钟，再用丙酮超声波清洗20分钟，吹干备用；

3.采用热丝化学气相沉积法(HFCVD)，在管材挤出口模基体的内表面附近放入通电的螺旋钨丝进行加热，管材挤出口模基体与钨丝之间的距离为4mm 至8mm；钨丝的温度控制在2000℃至2200℃之间，真空室的压力控制在5KPa 至10KPa之间，管材挤出口模基体的温度控制在700℃至900℃之间；