[發明專利]一種硬質合金制品及其制備方法以及制備硬質合金制品的裝置

有效

• 申請號: 201710505679.3
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107321990B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 趙濤
• 申請（專利權）人: 成都岷江精密刀具有限公司
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F1/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種硬質合金制品及其制備方法以及制備硬質合金制品的裝置，屬于粉末冶金領域。一種硬質合金制品的制備方法，包括：將硬質合金粉和粘結劑進行混煉，制得喂料；將喂料置于擠壓機中，使得喂料通過與擠壓機相連接的數控機床的噴嘴擠出，數控機床控制擠出的喂料分層堆積，制得硬質合金制品。制備硬質合金制品的裝置包括：擠壓機和數控機床，數控機床包括可加熱噴嘴，可加熱噴嘴為數控機床的執行部件并且可加熱噴嘴與數控機床的驅動部件連接，擠壓機的物料出口與可加熱噴嘴通過物料管連接。本發明無需制作模具，可成型比較復雜的形狀，產品各部分密度均勻變形小綜合性能高。

技術領域

本發明涉及粉末冶金技術領域，具體涉及一種硬質合金制品及其制備方法以及制備硬質合金制品的裝置。

背景技術

硬質合金具有高硬度，高強度，耐磨損，耐腐蝕，耐高溫和膨脹系數小等一系列優點，是金屬加工，礦山開采，石油鉆探，國防軍工等工業不可缺少的工具材料。隨著硬質合金的廣泛應用，形狀比較復雜的硬質合金產品越來越多，通常有孔，槽，變截面等特點。因此，采用傳統的硬質合金生產法在形狀上受到很大限制，而且由于硬質合金硬度很高，用普通的機加工難以滿足形狀要求，需要采用激光，電火花加工，從而使制造成本大大增加。

典型的大尺寸異形硬質合金產品，例如，汽輪機轉子輪槽銑刀毛胚，該毛坯傳統生產工藝是做橡膠包套在冷等靜壓設備里壓成圓柱粗坯，再經過機械半加后燒結成型，制備過程復雜，難度系數高。并且，粗坯棒料的重量達25kg，后續機械加工后的重量約5.6kg，操作起來也十分不便。另一種常見的異形硬質合金產品：核電工業用耐磨襯套毛坯，該毛坯尺寸較大，成品重量達17.6kg，帶臺階孔，用等靜壓難以操作，做模具成本高。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明的一個目的在于提供一種硬質合金制品的制備方法，以解決現有工藝在加工異形硬質合金制品方面難度高、成本高、質量偏低的問題。

本發明的另一個目的在于提供一種硬質合金制品，其制備方法簡單、無需通過模具成型，并且產品質量好。

本發明的又一個目的在于提供一種制備硬質合金制品的裝置，其結構簡單，能夠實現異形硬質合金制品的無模具制備，成型速度快。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種硬質合金制品的制備方法，包括：

(1)將硬質合金粉和粘結劑進行混煉，制得喂料，其中，硬質合金粉占喂料的93-96wt％，并且硬質合金粉包括：88-94wt％的碳化鎢粉和6-12wt％的鈷粉，粘結劑占喂料的4-7wt％，并且粘結劑包括：69-79wt％的石蠟、15-25wt％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、2-7wt％的高密度聚乙烯和1wt％的表面活性硬脂酸；

(2)將喂料置于擠壓機中，使得喂料通過與擠壓機相連接的數控機床的噴嘴擠出，數控機床控制擠出的喂料分層堆積，制得硬質合金制品，其中，噴嘴的擠出溫度為100-140℃，噴嘴的擠出壓力為120-150MPa。

本發明將擠壓機與數控機床結合并且利用粉末冶金的原理形成了適用于硬質合金的無模三維成型技術。本發明的無模三維成型技術將擠壓機的物料出口與數控機床的噴嘴連接，將硬質合金粉通過擠壓機被擠壓至數控機床并從噴嘴擠出，同時根據載入數控機床的硬質合金制品的三維模型圖并利用數控機床的分層加工程序將硬質合金粉分層堆積，從而實現無模三維成型。根據本發明的制備方法可以實現結構復雜的異形硬質合金制品的制備，并且制備過程簡單、生產成本低、成型速度快。

而且，由于本發明是利用分層堆積的方式成型，成型獲得硬質合金制品空隙少、質地均勻、產品精度高，并且能夠在較低溫度下實現硬質合金粉的堆疊，無需同時進行高溫固化，降低了生產能耗。

此外，本發明涉及的生產設備為普通設備的擠壓機和數控機床的巧妙結合，降低了硬件設施方面的投資成本，與現有的3D打印機相比，大大降低了投資成本。