CN101338384A - 一种非均匀结构硬质合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种非均匀结构硬质合金的制备方法，其原料组份中金属钴粉的重量含量为6～16％，其余为两种不同粒度的碳化钨，两种不同粒度碳化钨的配料要求为：粗碳化钨平均粒度为4～7μm，细碳化钨平均粒度为1～1.5μm；两种不同粒度碳化钨的重量含量为：粗、细碳化钨的比例为0.55～3.6∶1。按本发明上述方法制备的双峰结构的硬质合金具有高强度和高硬度，硬度达91HRA，抗弯强度达3100MPa，能满足硬质合金球齿、硬质合金复合片的要求，比现有技术制备的硬质合金球齿、硬质合金复合片的使用寿命和效果大大提高。并提高产品使用效率和产品质量，降低产品生产成本。
Description
技术领域
本发明属于硬质合金技术领域，特别涉及一种非均匀结构硬质合金的制备方法，以期达到硬质合金的高强度和高硬度同步实现的目的。
背景技术
硬质合金制备中遇到的最主要的技术问题是，高强度和高硬度难于同步实现，具有高强度时，往往硬度低，耐磨性差；具有高硬度时，往往强度低，韧性差。为此，各种各样的硬质合金生产方法的研究都在进行，硬质合金球齿、复合片的生产也不例外。现有非均匀硬质合金的生产工艺中，其两种碳化钨的粒度范围过宽，且粗、细颗粒的粒径相差过大，粒度粗颗粒粒度为20～30μm，细颗粒粒度为1.2～1.8μm，这种方法生产的硬质合金产品的硬度和抗弯强度虽有一定程度的提高，能到达制备铲雪片的要求，但还是不能满足硬质合金球齿、硬质合金复合片的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，而提供一种非均匀结构硬质合金的制备方法，用该方法生产的产品能到达硬质合金球齿、硬质合金复合片的要求，以满足潜孔钻头、牙轮钻头、金刚石钻头等工具的特殊需求，并提高产品质量，降低产品生产成本。
本发明的技术方案是：一种非均匀结构硬质合金的制备方法，包括配料、湿磨、加成型剂再湿磨、干燥、破碎、预压、过40目筛、制粒、压制成型、烧结脱蜡、钝化等工艺步骤；配料时，原料组份中金属钴粉的重量含量为6～16％，其余为两种不同粒度的碳化钨，两种不同粒度碳化钨的配料要求为：粗碳化钨平均粒度为4～7μm，细碳化钨平均粒度为1～1.5μm；两种不同粒度碳化钨的重量含量为：粗、细碳化钨的比例为0.55～3.6∶1。
湿磨时加入丙酮作为研磨介质。
再湿磨时加入60～80℃的液体石蜡作为成型剂，将纯度为99.5％的液体石蜡以液固比10-30ml/Kg加入。
破碎时采用高速旋转的叶片粉碎机将干燥的物粉进一步破碎。
破碎后通过预压机将物料预压，以改善物料的制粒性能。
采用本发明方法制备的双峰结构的硬质合金，硬度达到91HRA，抗弯强度达到3100Mpa，能满足硬质合金球齿、硬质合金复合片的要求，比现有技术制备的硬质合金球齿、硬质合金复合片的使用寿命和效果大大提高，并提高产品质量，降低产品生产成本。
以下结合具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
具体实施方式
一种非均匀结构硬质合金的制备方法，包括配料、湿磨、加成型剂再湿磨、干燥、破碎、预压、过40目筛、制粒、压制成型、烧结脱蜡、钝化等工艺步骤；配料时，原料组份中金属钴粉的重量含量为6～16％，其余为两种不同粒度的碳化钨，两种不同粒度碳化钨的配料要求为：粗碳化钨平均粒度为4～7μm，细碳化钨平均粒度为1～1.5μm；两种不同粒度碳化钨的重量含量为：粗、细碳化钨的比例为0.55～3.6∶1；湿磨时，球料比为3.25～3.5∶1，按固液比3～3.5∶1加入丙酮作为研磨介质，研磨时间20～28小时，球磨机转速25～29r/min；再湿磨时，加入60～80℃的液体石蜡作为成型剂，将纯度为99.5％的液体石蜡以液固比10-30ml/Kg加入；湿磨机夹套中通入55～80℃的热水，料浆转移采用特殊的保温桶，确保石蜡不产生偏析且混合均匀；破碎时，采用高速旋转的叶片粉碎机，将干燥的物粉进一步破碎；破碎后通过预压机将物料预压，以改善物料的制粒性能；预压后采用低压烧结炉烧结，根据烧结过程中的不同时期采用不同的炉内气氛和压力，从而确保了产品的密度和强度，脱蜡温度300～400℃，脱蜡时间4～6小时，烧结温度≤1430℃。按本发明上述方法制备的双峰结构的硬质合金具有高强度和高硬度，能满足硬质合金球齿、硬质合金复合片的要求。
表1提供了按前述方法制备的本发明产品硬质合金的六种具体实施例及每种实施例制备硬质合金的硬度和抗弯强度对照表。
附表1：硬质合金的硬度和抗弯强度对照表
表2提供了同一种牌号的粉料是否预压及采用不同压力预压制备的本发明产品硬质合金的性能效果对照表。
附表2：硬质合金的性能效果对照表
本发明采用两种不同平均粒度的粗、细碳化钨制备的双峰结构的硬质合金，粗颗粒保持合金的韧性，细颗粒则能改善其耐磨性；加丙酮作湿磨介质，与其他介质相比既经济，效果又好；采用石蜡作成型剂和特殊方法加入成型剂，增加预压工序，改善其制粒性能；采用低压烧结工艺，根据烧结过程的不同阶段采用不同的炉内气氛和压力，确保了产品的密度和强度。
Claims (9)
1、一种非均匀结构硬质合金的制备方法，它包括配料、湿磨、加成型剂再湿磨、干燥、过40目筛、制粒、压制成型、烧结脱蜡、钝化等工艺步骤；其特征是在干燥步骤后，增加破碎和预压两个工艺步骤；配料时，原料组份中金属钴粉的重量含量为6～16％，其余为两种不同粒度的碳化钨，两种不同粒度碳化钨的配料要求为：粗碳化钨平均粒度为4～7μm，细碳化钨平均粒度为1～1.5μm；两种不同粒度碳化钨的重量含量为：粗、细碳化钨的比例为0.55～3.6∶1。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征是湿磨时加入丙酮作为研磨介质。
3、根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是再湿磨时加入60～80℃的液体石蜡作为成型剂，将纯度为99.5％的液体石蜡以液固比10-30ml/Kg加入。
4、根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是破碎时采用高速旋转的叶片粉碎机将干燥的物粉进一步破碎。
5、根据权利要求3所述的制备方法，其特征是破碎时采用高速旋转的叶片粉碎机将干燥的物粉进一步破碎。
6、根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是破碎后通过预压机将物料预压。
7、根据权利要求3所述的制备方法，其特征是破碎后通过预压机将物料预压。
8、根据权利要求4所述的制备方法，其特征是破碎后通过预压机将物料预压。
9、根据权利要求5所述的制备方法，其特征是破碎后通过预压机将物料预压。
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