[發(fā)明專利]硬質(zhì)合金大制品的脫蠟燒結(jié)一體工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810032152.4
• 申請(qǐng)日: 2008-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN101343697A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣洪亮;王憶民;王力民;肖可俊;周新華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C22C1/04
• 分類號(hào): C22C1/04;B22F3/10
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 蔣進(jìn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金生產(chǎn)中脫蠟和燒結(jié)的工藝方法，尤其是采用脫蠟燒結(jié)一體工藝完成硬質(zhì)合金大制品制備的方法。

背景技術(shù)

在硬質(zhì)合金大制品生產(chǎn)的壓制成型中都要摻石蠟成型劑，但是，硬質(zhì)合金產(chǎn)品燒結(jié)前必須先排除成型劑(即脫蠟)，通常采用兩種模式完成成型劑的排除，第一種為間歇式，即先用特定專用設(shè)備裝置在600～800℃溫度和氫氣保護(hù)氣氛下完成石蠟成型劑的脫除，隨后產(chǎn)品冷卻、再轉(zhuǎn)移至燒結(jié)爐中完成燒結(jié)。第二種為連續(xù)一體式，即在專用脫蠟燒結(jié)設(shè)備中完成產(chǎn)品的成型劑脫除與燒結(jié)過程，成型劑脫除階段采用負(fù)壓方式，氣氛介質(zhì)為氮?dú)饣驓鍤狻Ｄ壳埃陧斿N、軋輥等大制品的的大批量生產(chǎn)中多采用間歇式，但間歇式脫蠟產(chǎn)品“碳”量控制范圍波動(dòng)大，穩(wěn)定性差，控制精度低。而采用連續(xù)一體的負(fù)壓方式脫蠟，脫除石蠟效率低，產(chǎn)品碳量可控程度差。不管采用現(xiàn)有技術(shù)的哪一種成型劑脫除方式，硬質(zhì)合金大制品產(chǎn)品的碳量控制這一重要技術(shù)指標(biāo)都難于滿足使用要求，極大地影響了頂錘、軋輥等大制品的產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是克服摻石蠟成型劑的硬質(zhì)合金大制品在燒結(jié)過程中采用上述兩種成型劑排除方式都存在的產(chǎn)品碳量控制精度不足的技術(shù)缺陷，提出了一種在微正壓下實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金大制品中成型劑脫除的新的脫蠟燒結(jié)一體工藝，能實(shí)現(xiàn)對(duì)大制品產(chǎn)品中碳量的高精度控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案包括如下步驟：

先向經(jīng)檢漏合格后的爐內(nèi)充氬氣，再用氫氣置換爐內(nèi)氬氣，并控制爐內(nèi)氫氣壓力為1.01×10⁵～1.03×10⁵Pa。在控制氫氣流量為240～260L/min的條件下，采用階梯式升溫和保溫將爐內(nèi)溫度升至450℃，排除石蠟成型劑，階梯式升溫和保溫控制參數(shù)優(yōu)選為：由室溫升到240℃，升溫時(shí)間為45～60分鐘，在240℃溫度下保溫時(shí)間為300～760分鐘；由240℃升到320℃，升溫時(shí)間為760～1140分鐘，在320℃溫度下保溫時(shí)間為120～360分鐘；由320℃升到375℃，升溫時(shí)間240～360分鐘，在375℃溫度下保溫時(shí)間為120～360分鐘；由375℃升到450℃，升溫時(shí)間為120～360分鐘，在450℃溫度下保溫時(shí)間為120分鐘；同時(shí)，在450℃保溫期內(nèi)，調(diào)整爐內(nèi)氣氛為負(fù)壓，采用氫氣脈沖壓力進(jìn)行沖刷，排除爐內(nèi)殘余石蠟成型劑。

石蠟成型劑排除后，升溫至1300～1350℃進(jìn)行真空燒結(jié)；真空燒結(jié)后期充入氬氣，在1350～1450℃溫度下進(jìn)行氬氣保護(hù)燒結(jié)；氬氣保護(hù)燒結(jié)完成后，快速冷卻后產(chǎn)品出爐。

本發(fā)明的脫蠟燒結(jié)一體工藝在實(shí)施時(shí)，脫除石蠟成型劑用的氫氣優(yōu)先選用露點(diǎn)≥-45℃的氫氣。

本發(fā)明的脫蠟燒結(jié)一體工藝在利用氫氣脈沖壓力排除爐內(nèi)殘余石蠟成型劑時(shí)，優(yōu)選爐內(nèi)負(fù)壓為-9.6×10⁴～-3.5×10⁴Pa，脈沖氫氣流量為200L/min。

本發(fā)明的脫蠟燒結(jié)一體工藝在氬氣保護(hù)燒結(jié)時(shí)，爐內(nèi)氬氣壓力優(yōu)選為-9.2×10⁴Pa。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在脫蠟過程中控制爐內(nèi)微正壓的氫氣氣氛條件下，采用升溫和保溫交替進(jìn)行的階梯式升溫方式，既能使硬質(zhì)合金大制品壓坯中的石蠟完全呈“蒸汽”跑掉，確保脫蠟效率，又不至于使產(chǎn)品發(fā)生起皮，而且，產(chǎn)品碳量控制精度很高。用于頂錘脫蠟，爐內(nèi)單個(gè)與單個(gè)產(chǎn)品碳量均勻度梯度≤0.02％，單個(gè)產(chǎn)品內(nèi)碳量梯度≤0.03％，燒結(jié)后的合金鈷磁值達(dá)6.8％～7.2％。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)現(xiàn)了在微正壓下對(duì)硬質(zhì)合金大制品中石蠟成型劑的有效脫除，并能達(dá)到對(duì)產(chǎn)品中碳量的高精度控制，提高硬質(zhì)合金大制品的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的硬質(zhì)合金大制品脫蠟燒結(jié)一體工藝流程圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

下面提供3個(gè)采用本發(fā)明工藝制備硬質(zhì)合金大制品的實(shí)施例：

實(shí)施例1為制備φ130mm硬質(zhì)合金頂錘，實(shí)施例2為制備φ160mm硬質(zhì)合金頂錘，實(shí)施例3為制備φ216(外徑)、φ160(內(nèi)徑)、72(高度)mm的硬質(zhì)合金軋輥。3個(gè)實(shí)施例采用的相同的工藝步驟及工藝條件如下所述，3個(gè)實(shí)施例采用的不同的工藝控制參數(shù)見表1。