[发明专利]基于纳米材料改性的热模压模具制备方法

权利要求书

1.基于纳米材料改性的热模压模具制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、前处理：按照重量份，称取纳米级的氧化锆76～92份、氮化硅8～15份、碳化硅6～12份、氧化铝10～18份、氧化钪3～8份、氧化镥1.5～3.2份、铬粉3.5～6.7份、镍粉2.2～3.7份、钴粉0.2～0.8份和钒粉0.4～1.6份；将氧化锆、氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化钪和氧化镥分别置于煅烧炉内，升温至430～480℃，煅烧1～2小时，得到氧化锆煅烧料、氮化硅煅烧料、碳化硅煅烧料、氧化铝煅烧料、氧化钪煅烧料和氧化镥煅烧料，氮气氛围下暂存；

S2、混合悬浮液制备：将氧化锆煅烧料、氧化铝煅烧料、氧化钪煅烧料和氧化镥煅烧料添加到3～5倍重量的复配分散剂中，充分搅拌混合，超声分散20～30min得到悬浮液a；将氮化硅煅烧料、碳化硅煅烧料、铬粉、镍粉、钴粉和钒粉添加到3～5倍重量的复配分散剂中，充分搅拌混合，超声分散10～20min得到悬浮液b；悬浮液a和悬浮液b混合后，超声分散30～40min得到混合悬浮液；

S3、球磨干燥：将混合悬浮液加入球磨罐中，添加无水乙醇和直径5～10mm的氧化锆研磨球，氮气保护下球磨25～37小时，过滤得到研磨料；研磨料在95～110℃下真空干燥得到干燥料；

S4、热压烧结：干燥料加入到阳版模具中，热压后烧结，阳版模具从母模上取下得到热模压模具半成品；

S5、增强耐磨涂层涂覆：将热模压模具半成品依次通过乙醇、丙酮清洗后，吹风干燥；在热模压模具半成品的内表面涂覆增强耐磨涂层料，程序升温干燥、自然冷却得到增强耐磨涂层，二次热压得到热模压模具成品；二次热压的压力为25～30MPa。

2.根据权利要求1所述的基于纳米材料改性的热模压模具制备方法，其特征在于，所述复配分散剂由聚乙二醇4000、吐温-80、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物按照重量比5：3：1混合而成。

3.根据权利要求1所述的基于纳米材料改性的热模压模具制备方法，其特征在于，所述无水乙醇的用量为混合悬浮液重量的2～4倍；混合悬浮液与氧化锆研磨球的重量比为1：6～8。

4.根据权利要求1所述的基于纳米材料改性的热模压模具制备方法，其特征在于，所述热压压力为32～36MPa，烧结温度为1450～1560℃，烧结保温时间为45～70min。

5.根据权利要求1所述的基于纳米材料改性的热模压模具制备方法，其特征在于，所述增强耐磨涂层料的制备方法如下：按照重量份，将65～78份氧化铝、6～10份氧化锆、3～8份氮化硅、1～3份氧化石墨烯混合后得到混合料，混合料加入球磨罐中，玛瑙球作为研磨介质，混合料与研磨介质的重量比为1：6～10，加入混合料重量3～5倍的乙醇，球磨10～16小时得到球磨料，球磨料与硅胶粘接剂按照重量比8～12：1混合后，搅拌研磨即可。

6.根据权利要求1所述的基于纳米材料改性的热模压模具制备方法，其特征在于，所述程序升温具体为：以3～5℃/min速率升温至60～70℃，保温30～50min；以5～8℃/min速率升温至95～110℃，保温50～60min；以10～15℃/min速率升温至210～230℃，保温1～2小时。

7.根据权利要求1所述的基于纳米材料改性的热模压模具制备方法，其特征在于，涂覆增强耐磨涂层料、程序升温干燥的具体加工过程为：将若干个热模压模具半成品容置于连续化涂层涂覆干燥装置的模具固定座(43)内，涂覆气缸(53)伸长后带动可拆卸涂覆机构(56)伸入至热模压模具半成品(7)的内腔，增强耐磨涂层料在增压泵(31)的增压作用下，经进料管(32)、浇注孔(566)从涂覆孔(567)喷入热模压模具半成品内壁并进行粘附；

驱动电机(42)驱动旋转台(41)旋转，旋转台(41)带动模具固定座(43)旋转移动至电加热管(68)的下方，伸缩气缸(66)带动电加热管(68)向下移动伸入热模压模具半成品(7)内腔，配合程序升温控制器的升温控制，对增强耐磨涂层料进行加热干燥。