[發明專利]一種直徑108以上低密度硬質合金球及其制備方法

有效

• 申請號: 201910345090.0
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110052599B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 賁昌元;喻林;蔣西文
• 申請（專利權）人: 四川一然新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/04;B22F3/14;C22C29/10
• 代理公司: 成都誠中致達專利代理有限公司 51280
• 代理人: 阮濤

本發明公開了一種低密度硬質合金球，合金粉料包括碳化鎢、碳化鈦、鎳、碳化鉻以及鉬，各合金分料的質量百分數為：碳化鎢，26%?28%；碳化鈦，43?45%；鎳，18?20%；碳化鉻，1.5?2%；鉬，7?9%。密度小，解決了以往大密度硬質合金球，由于單重較大，使用沖擊力大，造成閥座斷裂和降低使用壽命的問題，采用冷等靜壓和毛坯加工成型方式，密度均勻，有效解決了壓制缺陷，產品橢圓度0.2mm以內,表面光潔度≤3.2，特制的石蠟、橡膠成形劑，按照一定比例配制，加入量為2?2.5%，可以保證硬質合金球具有優良的加工性能，同時較低的成形劑使用量在燒結過程中容易脫除，有效避免了燒結裂紋，碳含量波動。

技術領域

本發明涉及合金球材料及其制備方法相關技術領域，尤其涉及一種直徑108以上低密度硬質合金球及其制備方法。

背景技術

硬質合金是指由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質合金閥球可與閥座一起使用，需要滿足耐磨耐腐蝕等功能要求。目前，國內外普遍采取粉末冶金工藝來生產硬質合金球。采用這種粉末冶金工藝生產的硬質合金球，普遍存在如下問題：（1）普通硬質合金閥球牌號密度在9g/cm3以上；（2）由于以往成形劑效果不好，不利于壓坯加工過和燒結時徹底脫除成形劑，導致直徑108以上的合金球燒結裂紋、產品有石墨相、孔隙度達不到A02、B02,出現大于或等于25微米的孔洞；（3）壓坯密度不均勻，燒結時各方向線收縮系數一致，尺寸精度低，橢圓度在1mm以上，后續精磨加工非常困難。此外當球的直徑超過108mm后，廢品率大大增加。目前國內外還未出現密度低于7.1-7.3g/cm3，直徑在108以上的硬質合金球批量生產的工藝。

發明內容

本發明提供一種直徑108以上低密度硬質合金球及其制備方法，以解決上述現有技術的不足，密度小，解決了以往大密度硬質合金球。由于單重較大，使用沖擊力大，造成閥座斷裂和降低使用壽命的問題，本發明制備的合金球的密度為7.1-7.3 g/cm3的硬質合金，可用于直徑108以上的硬質合金球，拓寬了硬質合金球使用范圍；結合低密度硬質合金牌號的配方成分，特制的石蠟、橡膠成形劑，按照一定比例配制，加入量為2-2.5%，可以保證硬質合金球具有優良的加工性能，同時較低的成形劑使用量在燒結過程中容易脫除，有效避免了燒結裂紋，碳含量波動；采用冷等靜壓和毛坯加工成型方式，密度均勻，有效解決了壓制缺陷，制備所得的合金球橢圓度0.2mm以內，表面光潔度≤3.2；采用特殊材料和幾何形狀的刀具對柱狀壓坯進行智能加工的球壓坯，尺寸進度可控制在±0.2mm，橢圓度達到0.1；采用特殊的燒結工藝，徹底脫除成型劑，燒結出合金球無裂紋，產品致密均勻，孔隙度達到A02、B02，大于或等于25微米的孔洞，非化合碳為C00。

為了實現本發明的目的，擬采用以下技術：

一種直徑108以上低密度硬質合金球，合金粉料包括碳化鎢粉、碳化鈦粉、鎳粉、碳化鉻粉以及鉬粉，各合金粉料的質量百分數為：碳化鎢，26%-28%；碳化鈦，43-45%；鎳，18-20%；碳化鉻，1.5-2%；鉬，7-9%。

具體地，直徑108以上低密度硬質合金球的制備方法如下:

步驟（1）：配置合金球所用的合金粉料，合金粉料包括碳化鎢粉、碳化鈦粉、鎳粉、碳化鉻粉以及鉬粉，各合金粉料的質量百分數為：碳化鎢，26%-28%；碳化鈦，43-45%；鎳，18-20%；碳化鉻，1.5-2%；鉬，7-9%。

步驟（2）：根據如步驟（1）所述的質量百分比配料后進行濕磨68-74h，濕磨期間加入質量分數為2.0-2.5%的石蠟橡膠溶液成形劑，經烘干和均勻化，達到各原料和成形劑分布均勻的混合料；

步驟（3）：將混合料倒入鋼模中，放置于液壓機上，加壓壓力為100MPa，壓制保壓3-5min后脫模；

步驟（4）：對步驟（3）所得的壓坯放入軟模，進行壓制處理，壓制為圓柱狀壓坯；

步驟（4）壓制時壓力為200-220MPa，壓制時間為3-5min；