CN101748304A - 一种硬质合金的制备方法及专用烧结炉 - Google Patents
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Abstract
本发明属于支承技术领域，公开了一种硬质合金的制备方法及专用烧结炉。其硬质合金制备的技术方案包括坯子的制备、排胶、加压烧结、降温出炉等工序；其中加压烧结炉的结构包括有筒型的壳体、设置于筒型壳体中由石墨板构成的用于放置待烧结硬质合金坯子的矩形筒体、由碳毡构成的保温外层和通电加热电极以及与筒型壳体铰链连接的密封门体和设置于筒型的壳体外的电源电极和惰性气体加入装置。利用该加压烧结炉烧结出的硬质合金产品的硬度和密度能够提高2-3％，改善了硬质合金产品的性能和质量；同时，该硬质合金专用烧结炉由于由碳毡构成的保温外层以及防氧化作用的石墨板构成，因此具有结构合理和效率高的特点。
Description
技术领域
本发明属于硬质合金制备技术领域，具体地讲公开了一种在硬质合金的制备方法及专用烧结炉。
背景技术
硬质合金产品在生产过程中，首先利用石蜡、橡胶或塑料作粘合剂，将合金粉末粘合在一起制成坯子，然后利用烧结炉直接烧结成型。上述硬质合金产品的烧结过程，就是将坯子中粘合剂经过高温使之气化并排除掉，并形成硬质合金制品。目前所使用的硬质合金制备用烧结炉如图1所示，其结构包括由耐火砖砌成的筒体1，在筒体的内侧设置有不锈钢内旦2，在耐火砖中设置有用于电加热的镍铬合金构成的电阻丝3。使用该烧结炉烧结并排胶时，首先将硬质合金产品坯子4排列于不锈钢内旦中，然后接通电源加热，使坯子中的粘合剂成份气化排空，再经过高温烧结即得硬质合金产品。利用上述结构的烧结炉来生产硬质合金，由于其结构上的缺陷，对耗电量极大，是一种将被淘汰的烧结炉。
发明内容
本发明的第一目的就是提供一种利用上述烧结炉能够提高硬质合金产品硬度的制备方法；
本发明的第二目的就是提供一种结构合理、效率高的硬质合金制备专用烧结炉。
为实现本发明第一目的所采用的技术方案为：
一种硬质合金的制备方法，包括下列步骤：
第一步，坯子的制备
取硬质合金粉末并加入石蜡、橡胶或塑料作粘合剂，搅拌后利用模具制成硬质合金产品坯子；
第二步，排胶
将所制备的硬质合金产品坯子置入排胶炉中加热，将所述硬质合金产品坯子中的粘合剂气化并排出；
第三步，加压烧结
将排胶后的硬质合金产品坯子置入密封的烧结炉中加热，并同时加入惰性气体进行加压烧结；
第四步，降温出炉
向炉体中加入液氮或液氩进行降温，然后出炉。
另外，所述的排胶工序中，利用燃烧氢气的方式对排胶炉加热；所述加入惰性气体使炉体中的压强达到60-100Kg/cm2；所述加入惰性气体后烧结的时间为10-15小时。
为实现本发明第二目的所采用的技术方案为：
一种硬质合金专用烧结炉，包括筒型的壳体，在所述的筒型壳体中设置有由石墨板构成的用于放置待烧结硬质合金坯子的矩形筒体，在该石墨板简体的外侧和内侧分别设置有由碳毡裹着的保温外层和通电加热电极，在该石墨板简体的端部设置有与筒型的壳体铰链连接的由金属板、碳毡板和石墨板构成的密封门体；在所述的筒型壳体外部设置有电源电极和惰性气体加入装置。
另外，所述的通电加热电极由若干根相间与电源的两个电极分别连接的石墨柱构成；所述的矩形筒体为正方形；所述的矩形筒体中设置有冷却管，该冷却管与设置于筒型壳体外的冷却液循环机构连通；所述的筒型的壳体为一端部设置有底的桶型壳体；所述的筒型的壳体为两端部均设置有与所述的壳体铰链连接的由金属板、碳毡板和石墨板构成的密封门体。
本发明所提供的硬质合金的制备方法及专用烧结炉，同现有技术相比具有以下优点：其一，由于该硬质合金产品的制备步骤中，将排胶后的硬质合金坯子加入了高压惰性气体烧结工序，可以降低硬质合金粉末粒子间的空隙度，使得硬质合金产品的密度和硬度得到提高，因此，改善了硬质合金产品的性能和质量；其二，由于硬质合金专用烧结炉的炉体由碳毡构成的保温外层以及防氧化作用的石墨板构成，该结构的炉体显然比由耐火砖构成的烧结炉炉体的保温效果好得多，因此，该炉体用于对硬质合金坯子的烧结加热效率要高得多；其三，由于该硬质合金专用烧结炉体中所设置的加热电极，由若干根相间与电源的两个电极分别连接的石墨柱构成，并且石墨柱电极均匀排列于防氧化作用的石墨板构成的侧壁处，加温均匀，可有效降低烧结炉体中的温度场梯度，使得排列于炉体中的硬质合金坯子处于同温度的空间中，使得同炉硬质合金产品相同质量的要求提供了有效保证；其四，由于在该硬质合金专用烧结炉体中设置有冷却机构，因此，可以使得烧结后的硬质合金产品迅速降温，达到了淬火的目的，有利于进一步提高硬质合金的硬度和密度。
附图说明
图1为现有技术硬质合金制备用烧结炉的径向截面结构示意图；
图2为本发明提供的硬质合金制备专用烧结炉的径向截面结构示意图；
图3为上述硬质合金制备专用烧结炉中石墨柱电极结构示意图；
图4为上述硬质合金制备专用烧结炉的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的硬质合金制备专用烧结炉的结构及利用该硬质合金专用烧结炉制备硬质合金的方法及作进一步的详细说明：
如2图所示为本发明所提供的硬质合金制备专用烧结炉的径向截面结构示意图。其结构包括具有支撑作用的有钢板制成的筒型壳体18，在该筒型壳体中设置有用于放置待排胶硬质合金坯子的矩形筒体5，该筒体由石墨板6和包裹于其外壁上的具有良好保温作用的碳毡7构成，在石墨板构成的筒体的内侧周边设置有若干根的石墨柱构成的电加热电极8、9，该石墨柱构成的电加热电极相间与电源的正、负极19、13连接(如3图所示)，如4图所示，在该石墨板筒体(该筒体为设置有底部的桶体时)的一侧(或两侧)设置有与筒型壳体18铰链连接的由金属板10、碳毡板11和石墨板12构成的密封门体，即关闭该密封门体可以使得由石墨板6构成的矩形筒体5形成一个密封空间，用于硬质合金坯子的高温烧结；在筒型壳体18上设置有与电源连接的加热电极19、13和惰性气体加入装置14，其中该惰性气体加入装置通过管路15将氩气、氦气等能够防止发生氧化反应的惰性气体加入到矩形筒体5形成一个密封空间中，并形成60-100Kg/cm2的高压。
为了提高矩形简体中硬质合金坯子的盛装量，该矩形筒体的界面设置为为正方形结构。
为了使得烧结后的硬质合金产品迅速降温，达到了淬火的目的，有利于进一步提高硬质合金的硬度和密度。在矩形简体中设置有冷却管路16，该冷却管与设置于筒型壳体外的冷却液循环机构17连通。
利用上述硬质合金制备专用烧结炉制备硬质合金的方法为：
首先，取硬质合金粉末并加入石蜡、橡胶或塑料作粘合剂，搅拌后利用模具制成硬质合金产品坯子。
然后，将所制备的硬质合金产品坯子置入排胶炉中利用燃烧氢气方式加热至1480-1500℃，使得上述硬质合金产品坯子中的粘合剂气化并排出。
将排出了粘合剂后的硬质合金产品坯子置入上述烧结炉中，关闭密封门体后通电加热至1480-1800℃(根据不同的硬质合金材料而定，一般控制在1480-1500℃即可达到硬质合金粉末的软化的目的)，并同时加入压力为60-100Kg/cm2的氩气或氦气等惰性气体(将被高温软化的硬质合金粉末压缩降低其空隙率，即可达到提高硬质合金产品的硬度和强度的效果)进行加压烧结，烧结10-15小时。
通过在矩形简体中设置有冷却管路16和筒型壳体外的冷却液循环机构17通入液氮或液氩进行淬火降温，然后出炉，即可得到高密度的硬质合金产品。
经检测，当加入压力为60-100Kg/cm2的氩气或氦气等惰性气体进行加压在1480-1500℃的高温下烧结10-15小时后，硬质合金产品的硬度和强度能够提高2-3％。
Claims (10)
1.一种硬质合金的制备方法，包括下列步骤：
第一步，坯子的制备
取硬质合金粉末并加入石蜡、橡胶或塑料作粘合剂，搅拌后利用模具制成硬质合金产品坯子；
第二步，排胶
将所制备的硬质合金产品坯子置入排胶炉中加热，将所述硬质合金产品坯子中的粘合剂气化并排出；
第三步，加压烧结
将排胶后的硬质合金产品坯子置入密封的烧结炉中加热，并同时加入惰性气体进行加压烧结；
第四步，降温出炉
向炉体中加入液氮或液氩进行降温，然后出炉。
2.如权利要求1所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于：所述的排胶工序中，利用燃烧氢气的方式对排胶炉加热。
3.如权利要求1所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于：所述加入惰性气体使炉体中的压强达到60-100Kg/cm2。
4.如权利要求1或3所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于：所述加入惰性气体后烧结的时间为10-15小时。
5.一种硬质合金专用烧结炉，其特征在于：包括筒型的壳体，在所述的筒型壳体中设置有由石墨板构成的用于放置待烧结硬质合金坯子的矩形筒体，在该石墨板筒体的外侧和内侧分别设置有由碳毡裹着的保温外层和通电加热电极，在该石墨板筒体的端部设置有与筒型的壳体铰链连接的由金属板、碳毡板和石墨板构成的密封门体；在所述的筒型壳体外部设置有电源电极和惰性气体加入装置。
6.如权利要求5所述的一种硬质合金专用烧结炉，其特征在于：所述的通电加热电极由若干根相间与电源的两个电极分别连接的石墨柱构成。
7.如权利要求5所述的一种硬质合金专用烧结炉，其特征在于：所述的矩形筒体为正方形。
8.如权利要求5或7所述的一种硬质合金专用烧结炉，其特征在于：所述的矩形筒体中设置有冷却管，该冷却管与设置于筒型壳体外的冷却液循环机构连通。
9.如权利要求8所述的一种硬质合金专用烧结炉，其特征在于：所述的筒型的壳体为一端部设置有底的桶型壳体。
10.如权利要求5所述的一种硬质合金专用烧结炉，其特征在于：所述的筒型的壳体为两端部均设置有与所述的壳体铰链连接的由金属板、碳毡板和石墨板构成的密封门体。
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| CN201010033328A Pending CN101748304A (zh) | 2010-01-08 | 2010-01-08 | 一种硬质合金的制备方法及专用烧结炉 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103225051A (zh) * | 2013-05-06 | 2013-07-31 | 南通汉瑞实业有限公司 | 一种钒氮合金的降温工艺 |
| CN104930852A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-09-23 | 湖南省新化县恒生电子陶瓷有限责任公司 | 排蜡烟雾处理炉 |
| CN105486081A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-13 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种高温可富氧保压烧结的炮弹炉 |
| CN110791692A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-14 | 白福林 | 一种硬质合金的制备方法 |
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2010
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