[發(fā)明專利]一種非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710035295.6
• 申請日: 2007-07-06
• 公開（公告）號: CN101338384A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單水桃;肖華;王小平
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南世紀(jì)特種合金有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;B22F3/16;B22F9/04;C22C29/08
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務(wù)所
• 代理人: 劉勛階

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硬質(zhì)合金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備方法，以期達(dá)到硬質(zhì)合金的高強度和高硬度同步實現(xiàn)的目的。

背景技術(shù)

硬質(zhì)合金制備中遇到的最主要的技術(shù)問題是，高強度和高硬度難于同步實現(xiàn)，具有高強度時，往往硬度低，耐磨性差；具有高硬度時，往往強度低，韌性差。為此，各種各樣的硬質(zhì)合金生產(chǎn)方法的研究都在進(jìn)行，硬質(zhì)合金球齒、復(fù)合片的生產(chǎn)也不例外。現(xiàn)有非均勻硬質(zhì)合金的生產(chǎn)工藝中，其兩種碳化鎢的粒度范圍過寬，且粗、細(xì)顆粒的粒徑相差過大，粒度粗顆粒粒度為20～30μm，細(xì)顆粒粒度為1.2～1.8μm，這種方法生產(chǎn)的硬質(zhì)合金產(chǎn)品的硬度和抗彎強度雖有一定程度的提高，能到達(dá)制備鏟雪片的要求，但還是不能滿足硬質(zhì)合金球齒、硬質(zhì)合金復(fù)合片的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供一種非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備方法，用該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品能到達(dá)硬質(zhì)合金球齒、硬質(zhì)合金復(fù)合片的要求，以滿足潛孔鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等工具的特殊需求，并提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備方法，包括配料、濕磨、加成型劑再濕磨、干燥、破碎、預(yù)壓、過40目篩、制粒、壓制成型、燒結(jié)脫蠟、鈍化等工藝步驟；配料時，原料組份中金屬鈷粉的重量含量為6～16％，其余為兩種不同粒度的碳化鎢，兩種不同粒度碳化鎢的配料要求為：粗碳化鎢平均粒度為4～7μm，細(xì)碳化鎢平均粒度為1～1.5μm；兩種不同粒度碳化鎢的重量含量為：粗、細(xì)碳化鎢的比例為0.55～3.6∶1。

濕磨時加入丙酮作為研磨介質(zhì)。

再濕磨時加入60～80℃的液體石蠟作為成型劑，將純度為99.5％的液體石蠟以液固比10-30ml/Kg加入。

破碎時采用高速旋轉(zhuǎn)的葉片粉碎機將干燥的物粉進(jìn)一步破碎。

破碎后通過預(yù)壓機將物料預(yù)壓，以改善物料的制粒性能。

采用本發(fā)明方法制備的雙峰結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金，硬度達(dá)到91HRA，抗彎強度達(dá)到3100Mpa，能滿足硬質(zhì)合金球齒、硬質(zhì)合金復(fù)合片的要求，比現(xiàn)有技術(shù)制備的硬質(zhì)合金球齒、硬質(zhì)合金復(fù)合片的使用壽命和效果大大提高，并提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

以下結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。

具體實施方式

一種非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備方法，包括配料、濕磨、加成型劑再濕磨、干燥、破碎、預(yù)壓、過40目篩、制粒、壓制成型、燒結(jié)脫蠟、鈍化等工藝步驟；配料時，原料組份中金屬鈷粉的重量含量為6～16％，其余為兩種不同粒度的碳化鎢，兩種不同粒度碳化鎢的配料要求為：粗碳化鎢平均粒度為4～7μm，細(xì)碳化鎢平均粒度為1～1.5μm；兩種不同粒度碳化鎢的重量含量為：粗、細(xì)碳化鎢的比例為0.55～3.6∶1；濕磨時，球料比為3.25～3.5∶1，按固液比3～3.5∶1加入丙酮作為研磨介質(zhì)，研磨時間20～28小時，球磨機轉(zhuǎn)速25～29r/min；再濕磨時，加入60～80℃的液體石蠟作為成型劑，將純度為99.5％的液體石蠟以液固比10-30ml/Kg加入；濕磨機夾套中通入55～80℃的熱水，料漿轉(zhuǎn)移采用特殊的保溫桶，確保石蠟不產(chǎn)生偏析且混合均勻；破碎時，采用高速旋轉(zhuǎn)的葉片粉碎機，將干燥的物粉進(jìn)一步破碎；破碎后通過預(yù)壓機將物料預(yù)壓，以改善物料的制粒性能；預(yù)壓后采用低壓燒結(jié)爐燒結(jié)，根據(jù)燒結(jié)過程中的不同時期采用不同的爐內(nèi)氣氛和壓力，從而確保了產(chǎn)品的密度和強度，脫蠟溫度300～400℃，脫蠟時間4～6小時，燒結(jié)溫度≤1430℃。按本發(fā)明上述方法制備的雙峰結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金具有高強度和高硬度，能滿足硬質(zhì)合金球齒、硬質(zhì)合金復(fù)合片的要求。

表1提供了按前述方法制備的本發(fā)明產(chǎn)品硬質(zhì)合金的六種具體實施例及每種實施例制備硬質(zhì)合金的硬度和抗彎強度對照表。

附表1：硬質(zhì)合金的硬度和抗彎強度對照表

表2提供了同一種牌號的粉料是否預(yù)壓及采用不同壓力預(yù)壓制備的本發(fā)明產(chǎn)品硬質(zhì)合金的性能效果對照表。

附表2：硬質(zhì)合金的性能效果對照表

本發(fā)明采用兩種不同平均粒度的粗、細(xì)碳化鎢制備的雙峰結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金，粗顆粒保持合金的韌性，細(xì)顆粒則能改善其耐磨性；加丙酮作濕磨介質(zhì)，與其他介質(zhì)相比既經(jīng)濟(jì)，效果又好；采用石蠟作成型劑和特殊方法加入成型劑，增加預(yù)壓工序，改善其制粒性能；采用低壓燒結(jié)工藝，根據(jù)燒結(jié)過程的不同階段采用不同的爐內(nèi)氣氛和壓力，確保了產(chǎn)品的密度和強度。