[發(fā)明專利]一種高強韌微晶硬質(zhì)合金的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410247383.2
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104032153A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉惠明;葉少良;諸優(yōu)明
• 申請（專利權(quán)）人: 河源正信硬質(zhì)合金有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C29/08
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 朱曉光;魯慧波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金，尤其是涉及一種高強韌微晶硬質(zhì)合金的制造方法。

背景技術(shù)

硬質(zhì)材料是由硬質(zhì)顆粒及粘結(jié)物構(gòu)成的復(fù)合材料，包括硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、金屬陶瓷等，具有硬度高、強度高、耐磨、韌性好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，硬質(zhì)合金是以WC、TiC或二者行程復(fù)式碳化物為硬質(zhì)相，以Co、Mo、Ni為粘結(jié)相經(jīng)高溫液相燒結(jié)而成，硬質(zhì)合金刀具、工模具、耐磨零件在機械、冶金、采礦、石油、電子等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代工業(yè)的高速生產(chǎn)，日益向著高效率、高精度、高可靠性、高壽命的發(fā)展，對硬質(zhì)合金工模具、刀具及耐磨件綜合性能要求越來越高。硬質(zhì)合金材料的制造關(guān)鍵工序是硬質(zhì)合金混合料的生產(chǎn)和燒結(jié)工序。傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金的制造方法存在粉末和燒結(jié)方法缺陷消除困難、混合不均、混合效率低下、最終產(chǎn)品硬度和韌性互相矛盾。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)改善硬質(zhì)合金的硬度和韌性兩大相矛盾的性能技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種硬質(zhì)合金的制造方法，以使得提高硬質(zhì)合金硬度的同時抗彎強度有明顯提高。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高強韌微晶硬質(zhì)合金的制造方法?，包括配料、球磨、制粒（包含過篩干燥、摻蠟）、壓制和低壓燒結(jié)（包含脫蠟預(yù)燒）工序，其特征在于：所述的低壓燒結(jié)工序過程為：裝料→抽真空→升溫至300-500℃脫蠟預(yù)燒→升溫至1100-1300℃保溫→升溫至液相燒結(jié)溫度→充Ar加壓→保溫加壓→降壓冷卻→卸料。

所述的配料工序中，原料包括超細晶粒WC粉、Co粉、VC、B₄C、NbC、TaC和Mo2C，所述各組分質(zhì)量百分比為WC粉83.9~91.2%、Co粉8~12%，?VC?0.2%~0.6%、B₄C?0.1%~0.5%、NbC?0.1%~0.5%、TaC?0.3%~2.0%、Mo2C?0.1%~0.5%?，碳平衡值為（+0.20~+0.25）%?。

所述的球磨工序中，所述原料在稱量后球磨，球磨介質(zhì)為酒精，粘結(jié)劑為石蠟，所述球磨工序工序是采用高能行星球磨機球磨，將球磨介質(zhì)和各個原料粉末按比例混合，使原料粉充分破碎并混合更加均勻，并在一定程度上增加燒結(jié)活性。

所述的制粒工序（包含過篩干燥、摻蠟工序）是采用惰性氣體（N₂、Ar）霧化制備的合金粉，由于合金粉末的細化，在過篩干燥過程中容易產(chǎn)生CO或CO₂，燒結(jié)時影響合金的致密化，不利于合金的力學性能，其中過篩干燥工序采用惰性氣體（N₂、Ar）保護合金粉，使合金粉與其他氣體隔開，以防止合金粉產(chǎn)生CO或CO₂等不利于合金的力學性能氣體。

所述的過篩干燥和制粒壓制之間還設(shè)有過篩摻蠟工序；所述的制粒壓制和低壓燒結(jié)之間還設(shè)有脫蠟預(yù)燒工序，優(yōu)選地，所述的制粒壓制和低壓燒結(jié)之間還設(shè)有半檢加工工序；所述的低壓燒結(jié)工序后進一步設(shè)有成品加工、成品檢查和包裝入庫工序。

所述的壓制工序是自動壓制工藝，采用自動壓制成型，得到生坯密度均勻分布的坯體，并且避免壓制過程中所可能造成的二次污染。由于合金粉末的細化，壓制品容易產(chǎn)生CO或CO₂，燒結(jié)時影響合金的致密化，不利于合金的力學性能，因此，采用惰性氣體（N₂、Ar）保護壓制品，使壓制品與其他氣體隔開，以防止壓制品產(chǎn)生CO或CO₂等不利于合金的力學性能氣體。

所述的燒結(jié)工序是低壓燒結(jié)工藝（包含脫蠟預(yù)燒工序），采用脫蠟預(yù)燒和低壓燒結(jié)一體爐燒結(jié)，是目前硬質(zhì)材料致密化較為先進的工藝，它可以在較高燒結(jié)溫度、液相量較多的狀態(tài)下，借助一定氣壓力使被燒結(jié)材料完全致密，保證相對密度達到99％以上。

本發(fā)明的有益效果為：用本方法制得的硬質(zhì)合金耐磨性和韌性增加，適用于制造有色金屬切削刀片，對鑄鐵、碳鋼、合金鋼等多種材料耐用度明顯提高，降低工件表面粗糙度和提高刀具切削力。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明：