本发明涉及模具制造制备领域，具体涉及一种钢结硬质合金材料及其制备方法。
背景技术：
冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压是在室温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。
在对高硬度、高弹性模量的金属进行冲压时，需要具有更高强度更大韧性的模具。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提供了一种钢结硬质合金材料。本发明所用的材料包括钒、铬和锰等金属，可以有效提高钢结硬质合金材料的硬度和韧性，满足对硬质金属的冲压需求。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种钢结硬质合金材料，其特征在于，由如下各组分份数的原料制成：碳化钛35～45份，硬脂酸55～65份，铁45～50份，锰1～3份，钒0.25～1份，铬2～10份，钼0.5～2.5份，锆1～5份，镍1～5份，铝0.25～0.5份。
该钢结硬质合金材料的生产方法包括如下几个步骤：
a.球磨：按配比称取原料后，硬脂酸粉末、碳化钛、铬、钒和钼放入高能球磨机中，进行高能球磨，分别得到硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末；
b.混料：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放入去离子水中进行搅拌，并加超声震荡，持续180min～240min。
c.干燥：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放在真空干燥箱内干燥；
d.压制：将干燥后的硬脂酸、碳化钛和钼混合的细粒度的粉末放入压模中，再通过液压机以50-80mpa/min加压至150-250mpa，保压10～30min，得到压坯；
e.烧结：将步骤c得到的压坯放入钼丝炉中，以10-20℃/min升温至1000～1300℃，维持该温度150-200min，得到烧坯a；
f.熔渗：将经步骤d得到的烧坯a继续放在钼丝炉中，并用锰、铁、锆、铝和镍熔融体覆盖烧坯，将钼丝炉温度加热至1600℃，维持该温度50-90min，得到熔渗坯b；
g.降温：在熔渗结束后关闭钼丝炉，使熔渗坯b随着钼丝炉冷却至室温。
优选的，所述步骤a中高能球磨的持续时间为12h，得到的金属粉末粒径为1000～1500目。
优选的，所述步骤a球磨前，先将待球磨材料进行破碎处理。
优选的，步骤c中所述的真空干燥箱的干燥温度为40℃，干燥时间为120min。
优选的，所述步骤f中，烧坯a在真空气氛下进行熔渗。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明将钼、铬、钒和碳化钛均匀混合后压制为坯体，并掺与硬脂酸作为填充剂，在烧结后坯体内金属融合到一起，且坯体在硬脂酸蒸发后内部形成毛细管道，在熔渗时使锰、铝和镍的熔融液进入坯体，其中锰与钒相匹配使用可以利用钒弥补锰促进晶粒长大的缺点，从而更好的体现出合金的高硬度和高强度，铬、锆和铝相配合使用可以显著提高合金的抗氧化性能和抗腐蚀性能，提高合金的寿命，还能提高合金的横向冲击韧性，提高模具的耐久度。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种钢结硬质合金材料，其特征在于，由如下各组分份数的原料制成：碳化钛40份，硬脂酸35份，铁50份，锰1份，钒0.25份，铬10份，钼1.5份，锆1份，镍3份，铝0.25份。
该钢结硬质合金材料的生产方法包括如下几个步骤：
a.球磨：按配比称取原料后，硬脂酸粉末、碳化钛、铬、钒和钼放入高能球磨机中，进行高能球磨，分别得到硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末；
b.混料：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放入去离子水中进行搅拌，并加超声震荡，持续220min。
c.干燥：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放在真空干燥箱内干燥；
d.压制：将干燥后的硬脂酸、碳化钛和钼混合的细粒度的粉末放入压模中，再通过液压机以70mpa/min加压至200mpa，保压25min，得到压坯；
e.烧结：将步骤c得到的压坯放入钼丝炉中，以10℃/min升温至1100℃，维持该温度160min，得到烧坯a；
f.熔渗：将经步骤d得到的烧坯a继续放在钼丝炉中，并用锰、铁、锆、铝和镍熔融体覆盖烧坯，将钼丝炉温度加热至1600℃，维持该温度70min，得到熔渗坯b；
g.降温：在熔渗结束后关闭钼丝炉，使熔渗坯b随着钼丝炉冷却至室温。
优选的，所述步骤a中高能球磨的持续时间为12h，得到的金属粉末粒径为1200目。
优选的，所述步骤a球磨前，先将待球磨材料进行破碎处理。
优选的，步骤c中所述的真空干燥箱的干燥温度为40℃，干燥时间为120min。
优选的，所述步骤f中，烧坯a在真空气氛下进行熔渗。
经测试，由实施例1得到的钢结硬质合金材料硬度(hrc)57.2，抗弯强度(mpa)1781。
实施例2：
一种钢结硬质合金材料，其特征在于，由如下各组分份数的原料制成：碳化钛35份，硬脂酸30份，铁45份，锰2份，钒1份，铬5份，钼2.5份，锆3份，镍1份，铝0.3份。
该钢结硬质合金材料的生产方法包括如下几个步骤：
a.球磨：按配比称取原料后，硬脂酸粉末、碳化钛、铬、钒和钼放入高能球磨机中，进行高能球磨，分别得到硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末；
b.混料：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放入去离子水中进行搅拌，并加超声震荡，持续200min。
c.干燥：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放在真空干燥箱内干燥；
d.压制：将干燥后的硬脂酸、碳化钛和钼混合的细粒度的粉末放入压模中，再通过液压机以60mpa/min加压至150mpa，保压30min，得到压坯；
e.烧结：将步骤c得到的压坯放入钼丝炉中，以20℃/min升温至1200℃，维持该温度180min，得到烧坯a；
f.熔渗：将经步骤d得到的烧坯a继续放在钼丝炉中，并用锰、铁、锆、铝和镍熔融体覆盖烧坯，将钼丝炉温度加热至1600℃，维持该温度90min，得到熔渗坯b；
g.降温：在熔渗结束后关闭钼丝炉，使熔渗坯b随着钼丝炉冷却至室温。
优选的，所述步骤a中高能球磨的持续时间为12h，得到的金属粉末粒径为1500目。
优选的，所述步骤a球磨前，先将待球磨材料进行破碎处理。
优选的，步骤c中所述的真空干燥箱的干燥温度为40℃，干燥时间为120min。
优选的，所述步骤f中，烧坯a在真空气氛下进行熔渗。
经测试，由实施例1得到的钢结硬质合金材料硬度(hrc)60.4，抗弯强度(mpa)1509。
实施例3：
一种钢结硬质合金材料，其特征在于，由如下各组分份数的原料制成：碳化钛45份，硬脂酸30份，铁45份，锰3份，钒0.5份，铬2份，钼0.5～2.52份，锆5份，镍5份，铝0.4份。
该钢结硬质合金材料的生产方法包括如下几个步骤：
a.球磨：按配比称取原料后，硬脂酸粉末、碳化钛、铬、钒和钼放入高能球磨机中，进行高能球磨，分别得到硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末；
b.混料：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放入去离子水中进行搅拌，并加超声震荡，持续240min。
c.干燥：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放在真空干燥箱内干燥；
d.压制：将干燥后的硬脂酸、碳化钛和钼混合的细粒度的粉末放入压模中，再通过液压机以60mpa/min加压至250mpa，保压30min，得到压坯；
e.烧结：将步骤c得到的压坯放入钼丝炉中，以15℃/min升温至1300℃，维持该温度160min，得到烧坯a；
f.熔渗：将经步骤d得到的烧坯a继续放在钼丝炉中，并用锰、铁、锆、铝和镍熔融体覆盖烧坯，将钼丝炉温度加热至1600℃，维持该温度60min，得到熔渗坯b；
g.降温：在熔渗结束后关闭钼丝炉，使熔渗坯b随着钼丝炉冷却至室温。
优选的，所述步骤a中高能球磨的持续时间为12h，得到的金属粉末粒径为1500目。
优选的，所述步骤a球磨前，先将待球磨材料进行破碎处理。
优选的，步骤c中所述的真空干燥箱的干燥温度为40℃，干燥时间为120min。
优选的，所述步骤f中，烧坯a在真空气氛下进行熔渗。
经测试，由实施例1得到的钢结硬质合金材料硬度(hrc)61.2，抗弯强度(mpa)2216。
实施例4：
一种钢结硬质合金材料，其特征在于，由如下各组分份数的原料制成：碳化钛45份，硬脂酸25份，铁50份，锰2份，钒0.75份，铬6份，钼0.5份，锆1份，镍1份，铝0.5份。
该钢结硬质合金材料的生产方法包括如下几个步骤：
a.球磨：按配比称取原料后，硬脂酸粉末、碳化钛、铬、钒和钼放入高能球磨机中，进行高能球磨，分别得到硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末；
b.混料：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放入去离子水中进行搅拌，并加超声震荡，持续180min。
c.干燥：将硬脂酸、碳化钛、铬、钒和钼混合的细粒度的粉末放在真空干燥箱内干燥；
d.压制：将干燥后的硬脂酸、碳化钛和钼混合的细粒度的粉末放入压模中，再通过液压机以50mpa/min加压至200mpa，保压20min，得到压坯；
e.烧结：将步骤c得到的压坯放入钼丝炉中，以20℃/min升温至1200℃，维持该温度150min，得到烧坯a；
f.熔渗：将经步骤d得到的烧坯a继续放在钼丝炉中，并用锰、铁、锆、铝和镍熔融体覆盖烧坯，将钼丝炉温度加热至1600℃，维持该温度50min，得到熔渗坯b；
g.降温：在熔渗结束后关闭钼丝炉，使熔渗坯b随着钼丝炉冷却至室温。
优选的，所述步骤a中高能球磨的持续时间为12h，得到的金属粉末粒径为1100目。
优选的，所述步骤a球磨前，先将待球磨材料进行破碎处理。
优选的，步骤c中所述的真空干燥箱的干燥温度为40℃，干燥时间为120min。
优选的，所述步骤f中，烧坯a在真空气氛下进行熔渗。
经测试，由实施例1得到的钢结硬质合金材料硬度(hrc)53.7，抗弯强度(mpa)1933。
以上实施例仅用以说明本发明型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明型各实施例技术方案的精神和范围。