CN103934535B - 一种耐磨合金棒的制备方法 - Google Patents

一种耐磨合金棒的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103934535B
CN103934535B CN201410170427.6A CN201410170427A CN103934535B CN 103934535 B CN103934535 B CN 103934535B CN 201410170427 A CN201410170427 A CN 201410170427A CN 103934535 B CN103934535 B CN 103934535B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mould
alloy
wear
hollow pipe
solder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410170427.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103934535A (zh
Inventor
陈文静
陈辉
李玉和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN201410170427.6A priority Critical patent/CN103934535B/zh
Publication of CN103934535A publication Critical patent/CN103934535A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103934535B publication Critical patent/CN103934535B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008—Soldering within a furnace
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/302—Cu as the principal constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐磨合金棒的制备方法，它包括以下步骤：S1.备料：准备填充料，填充料包括硬质合金（1）和钎料（2）；S2.装填：组对装配模具（3），将空心管（4）插入模具中心孔（5）正中，硬质合金（1）装填在空心管（4）内，在空心管（4）和模具（3）之间填充钎料（2），并紧实，再将空心管（4）取出，并将模具（3）的两边端头（6）用堵头（7）堵实；S3.钎焊：将装填完毕的模具（3）水平放置于真空炉内进行钎焊；S4.喷砂：对成型的合金棒进行喷砂处理制得耐磨合金棒。采用本发明制备的耐磨合金棒成型良好、均匀性好，硬质合金不易脱落，制备方法具有操作简单、工艺可控性好、成本低的优点，适宜于工业化大规模生产。

Description

一种耐磨合金棒的制备方法
技术领域
本发明涉及一般破碎、研磨、浮选、粉碎领域的机械设备，特别是涉及一种耐磨合金棒的制备方法。
背景技术
硬质合金是由硬度极高的金属碳化物如WC、TiC等为基体，以Co、Ni、Cu等作为粘结剂烧结制成的粉末冶金制品，具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。由于硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，被誉为“工业牙齿”，用于制造切削工具、刀具、钻具和耐磨零部件，广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、建筑等领域。在硬质合金的实际工程应用中，经常需要对硬质合金与异种金属实现可靠连接，以充分发挥这两种材料的性能优势。但硬质合金与一般金属和合金之间具有很高的界面能，致使硬质合金颗粒不能为一般低熔点合金所浸润，导致粘结性极差，而在传统的制造技术中，硬质合金颗粒仅靠胎体冷缩后产生的机械夹持力镶嵌于胎体金属基中，没有形成牢固的化学键结或冶金结合，导致硬质合金颗粒在工作中易与胎体金属基分离，这大大降低了硬质合金工具的寿命及性能水平。
在耐磨工具中，大多采用热压烧结技术，即采用在模具中直接加入制品配方的粉料，然后在热压机上间接或直接加热到1200-2000℃并在10-50MPa的压力下烧结成型，成型后的坯件或再经磨削加工，或经切割成圆形、方形、三角形、菱形等成品。采用此种方法制备的工具由粘结相、骨架相及耐磨颗粒构成，这种结构存在以下不足之处，基体对耐磨材料的把持力较弱，烧结耐磨工具在使用过程中，硬质合金在结合剂表面的露出高低不齐，常常出现硬质合金过早脱落的现象，因此，近年来国内外开始研究采用钎焊的方式制备耐磨工具，但传统的装配技术和钎焊方法常常出现大小头、绕曲变形、焊接外观质量差等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种保证装配时耐磨合金棒在钎焊料心部，成型尺寸均匀性好，硬质合金不易脱落、成型良好的耐磨合金棒的制备方法，该方法具有操作简单、工艺可控性好、成本低的优点，适宜于工业化大规模生产。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种耐磨合金棒的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：准备填充料，填充料包括硬质合金和钎料，所述硬质合金的颗粒粒度为1～10mm，钎料的颗粒粒度为0.5～3mm；
S2.装填：组对装配模具，将空心管插入模具中心孔正中，硬质合金装填在空心管内，在空心管和模具之间填充钎料，并紧实，再将空心管取出，并将模具的两边端头用堵头堵实；
S3.钎焊：将步骤S2装填完毕的模具水平放置于真空炉内，升温并进行钎焊，升温速度控制在6～9℃/min，升温至1100～1140℃后保温5～8min，然后随炉冷却至常温；
S4.喷砂：将钎焊后的模具打开，取出成型的合金棒，对合金棒进行喷砂处理，制得耐磨合金棒。
优选地，所述硬质合金为WC、TiC、Ti(C，N)、TiN或金刚石的任意一种。
优选地，所述钎料是由以下重量份的原料混合而成：Cu：76.00～78.00；Ni：10.20～11.30；Mn：5.30～6.45；Sn：5.10～6.47。
优选地，所述模具的材质为石墨。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用将空心管插入模具中心孔中，再填充硬质合金和钎料的装配方法，保证了耐磨合金棒在钎料中心部成型，使尺寸均匀性好；耐磨硬质合金被包覆在钎料中，通过控制小块状硬质合金片在成型过程中的外观质量和变形，提高了基体对耐磨材料的把持力，防止了硬质合金的脱落；
2.本发明采用真空钎焊工艺，具有以下优点：（1）在加热过程中硬质合金片不存在发生氧化，不产生增碳、脱碳、硬质合金片性能降低等缺陷；（2）在真空炉加热钎焊工艺中，液态钎料与硬质合金片紧密接触，通过毛细作用，两种材料产生良好的润湿效果，钎焊过渡区材料结合强度高，得到较好的钎焊质量；（3）在真空钎焊时，加热速度可程序控制，且升温、降温速度缓慢，使钎焊时焊接应力降低，钎焊接头强度高、变形小、表面质量好，从而使硬质合金棒外观质量、形状尺寸和钎焊质量大幅度的提高，绕曲度控制在2-4mm以内，有效的提高了生产效率，降低了生产成本；
3.本发明制备耐磨合金棒的方法具有操作简单、工艺可控性好、成本低的优点，适宜于工业化大规模生产。
附图说明
图1为本发明模具的示意图；
图2为本发明实物剖面图一；
图3为本发明实物剖面图二；
图中，1-硬质合金，2-钎料，3-模具，4-空心管，5-模具中心孔，6-端头，7-堵头。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例1：一种耐磨合金棒的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：准备填充料，填充料包括硬质合金1和钎料2，所述硬质合金1为WC，且颗粒粒度为1mm，钎料2的颗粒粒度为0.5mm，所述钎料2是由以下重量份的原料混合而成：Cu：76.00；Ni：10.20；Mn：5.30；Sn：5.10；
S2.装填：组对装配石墨模具3，组装后如图1所示，将空心管4插入模具中心孔5正中，硬质合金1装填在空心管4内，在空心管4和模具3之间填充钎料2，并紧实，再将空心管4取出，并将模具3的两边端头6用堵头7堵实，如图2所示，装填完毕后如图3所示；
S3.钎焊：将步骤S2装填完毕的模具3水平放置于真空炉内，升温并进行钎焊，升温速度控制在6℃/min，升温至1100℃后保温5min，然后随炉冷却至常温；
S4.喷砂：将钎焊后的模具3打开，取出成型的合金棒，对合金棒进行喷砂处理，制得耐磨合金棒。
实施例2：一种耐磨合金棒的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：准备填充料，填充料包括硬质合金1和钎料2，所述硬质合金1为TiC，颗粒粒度为10mm，钎料2的颗粒粒度为3mm；所述钎料2是由以下重量份的原料混合而成：Cu：78.00；Ni：11.30；Mn：6.45；Sn：6.47；
S2.装填：组对装配石墨模具3，组装后如图1所示，将空心管4插入模具中心孔5正中，硬质合金1装填在空心管4内，在空心管4和模具3之间填充钎料2，并紧实，再将空心管4取出，并将模具3的两边端头6用堵头7堵实，如图2所示，装填完毕后如图3所示；
S3.钎焊：将步骤S2装填完毕的模具3水平放置于真空炉内，升温并进行钎焊，升温速度控制在9℃/min，升温至1140℃后保温8min，然后随炉冷却至常温；
S4.喷砂：将钎焊后的模具3打开，取出成型的合金棒，对合金棒进行喷砂处理，制得耐磨合金棒。
实施例3：一种耐磨合金棒的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：准备填充料，填充料包括硬质合金1和钎料2，所述硬质合金1为Ti(C，N)，颗粒粒度为4mm，钎料2的颗粒粒度为1mm，所述钎料2是由以下重量份的原料混合而成：Cu：77.00；Ni：10.50；Mn：5.80；Sn：5.40；
S2.装填：组对装配石墨模具3，组装后如图1所示，将空心管4插入模具中心孔5正中，硬质合金1装填在空心管4内，在空心管4和模具3之间填充钎料2，并紧实，再将空心管4取出，并将模具3的两边端头6用堵头7堵实，如图2所示，装填完毕后如图3所示；
S3.钎焊：将步骤S2装填完毕的模具3水平放置于真空炉内，升温并进行钎焊，升温速度控制在7℃/min，升温至1110℃后保温6min，然后随炉冷却至常温；
S4.喷砂：将钎焊后的模具3打开，取出成型的合金棒，对合金棒进行喷砂处理，制得耐磨合金棒。
实施例4：一种耐磨合金棒的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：准备填充料，填充料包括硬质合金1和钎料2，所述硬质合金1为TiN，颗粒粒度为6mm，钎料2的颗粒粒度为1.8mm，所述钎料2是由以下重量份的原料混合而成：Cu：77.00；Ni：10.80；Mn：6.00；Sn：5.80；
S2.装填：组对装配石墨模具3，组装后如图1所示，将空心管4插入模具中心孔5正中，硬质合金1装填在空心管4内，在空心管4和模具3之间填充钎料2，并紧实，再将空心管4取出，并将模具3的两边端头6用堵头7堵实，如图2所示，装填完毕后如图3所示；
S3.钎焊：将步骤S2装填完毕的模具3水平放置于真空炉内，升温并进行钎焊，升温速度控制在8℃/min，升温至1120℃后保温7min，然后随炉冷却至常温；
S4.喷砂：将钎焊后的模具3打开，取出成型的合金棒，对合金棒进行喷砂处理，制得耐磨合金棒。
实施例5：一种耐磨合金棒的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：准备填充料，填充料包括硬质合金1和钎料2，所述硬质合金1为金刚石，颗粒粒度为8mm，钎料2的颗粒粒度为2.5mm，所述钎料2是由以下重量份的原料混合而成：Cu：78.00；Ni：11.20；Mn：6.25；Sn：6.30；
S2.装填：组对装配石墨模具3，组装后如图1所示，将空心管4插入模具中心孔5正中，硬质合金1装填在空心管4内，在空心管4和模具3之间填充钎料2，并紧实，再将空心管4取出，并将模具3的两边端头6用堵头7堵实，如图2所示，装填完毕后如图3所示；
S3.钎焊：将步骤S2装填完毕的模具3水平放置于真空炉内，升温并进行钎焊，升温速度控制在9℃/min，升温至1135℃后保温8min，然后随炉冷却至常温；
S4.喷砂：将钎焊后的模具3打开，取出成型的合金棒，对合金棒进行喷砂处理，制得耐磨合金棒。

Claims (4)

1.一种耐磨合金棒的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1.备料：准备填充料，填充料包括硬质合金（1）和钎料（2），所述硬质合金（1）的颗粒粒度为1～10mm，钎料（2）的颗粒粒度为0.5～3mm；
S2.装填：组对装配模具（3），将空心管（4）插入模具中心孔（5）正中，硬质合金（1）装填在空心管（4）内，在空心管（4）和模具（3）之间填充钎料（2），并紧实，再将空心管（4）取出，并将模具（3）的两边端头（6）用堵头（7）堵实；
S3.钎焊：将步骤S2装填完毕的模具（3）水平放置于真空炉内，升温并进行钎焊，升温速度控制在6～9℃/min，升温至1100～1140℃后保温5～8min，然后随炉冷却至常温；
S4.喷砂：将钎焊后的模具（3）打开，取出成型的合金棒，对合金棒进行喷砂处理，制得耐磨合金棒。
2.如权利要求1所述的一种耐磨合金棒的制备方法，其特征在于，所述硬质合金（1）为WC、TiC、Ti(C，N)或TiN中的任意一种。
3.如权利要求1所述的一种耐磨合金棒的制备方法，其特征在于，所述钎料（2）是由以下重量份的原料混合而成：Cu：76.00～78.00；Ni：10.20～11.30；Mn：5.30～6.45；Sn：5.10～6.47。
4.如权利要求1所述的一种耐磨合金棒的制备方法，其特征在于，所述模具（3）的材质为石墨。
CN201410170427.6A 2014-04-25 2014-04-25 一种耐磨合金棒的制备方法 Expired - Fee Related CN103934535B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410170427.6A CN103934535B (zh) 2014-04-25 2014-04-25 一种耐磨合金棒的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410170427.6A CN103934535B (zh) 2014-04-25 2014-04-25 一种耐磨合金棒的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103934535A CN103934535A (zh) 2014-07-23
CN103934535B true CN103934535B (zh) 2016-01-06

Family

ID=51182551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410170427.6A Expired - Fee Related CN103934535B (zh) 2014-04-25 2014-04-25 一种耐磨合金棒的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103934535B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104308152B (zh) * 2014-11-07 2016-11-16 哈尔滨工业大学 一种耐磨高韧的壳芯结构钛基棒材及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1915654A (zh) * 2006-09-01 2007-02-21 苏州江钻新锐硬质合金有限公司 立式模压硬质合金棒材的模具及其制造方法
CN201026594Y (zh) * 2007-03-30 2008-02-27 张小军 钎焊-热压烧结金刚石工具节块
WO2008119298A1 (fr) * 2007-03-30 2008-10-09 Xiaojun Zhang Nouvelle conception de segment d'outil diamant obtenu par brasage-frittage
CN102211190A (zh) * 2011-05-20 2011-10-12 北京科技大学 一种制备硬质合金空心球体的模具及制备方法
CN103667757A (zh) * 2013-12-12 2014-03-26 河南省大地合金股份有限公司 一种pcb微钻用硬质合金棒材的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1915654A (zh) * 2006-09-01 2007-02-21 苏州江钻新锐硬质合金有限公司 立式模压硬质合金棒材的模具及其制造方法
CN201026594Y (zh) * 2007-03-30 2008-02-27 张小军 钎焊-热压烧结金刚石工具节块
WO2008119298A1 (fr) * 2007-03-30 2008-10-09 Xiaojun Zhang Nouvelle conception de segment d'outil diamant obtenu par brasage-frittage
CN102211190A (zh) * 2011-05-20 2011-10-12 北京科技大学 一种制备硬质合金空心球体的模具及制备方法
CN103667757A (zh) * 2013-12-12 2014-03-26 河南省大地合金股份有限公司 一种pcb微钻用硬质合金棒材的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103934535A (zh) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2939609C (en) Metal matrix compositions and methods for manufacturing same
US10265813B2 (en) Method of joining sintered parts of different sizes and shapes
CN101356031B (zh) 钻地旋转钻头和制造具有颗粒基体复合钻头体的钻地旋转钻头的方法
CN103231064B (zh) 一种新型镍基钎料钎焊单层金刚石砂轮的制作方法
WO2008042329B1 (en) Particle matrix composite drill bits with hardfacing and methods of manufacturing and repairing such drill bits using hardfacing materials
CN102600928A (zh) 一种破碎机镶齿锤头及其制备方法
CN101862834A (zh) 一次成型多层钎焊金刚石钻头
CN102225529A (zh) 一种立方氮化硼珩磨工具及其制备方法
CN106285672B (zh) 一种采煤机截齿及加工工艺
CN103775498A (zh) 一种螺杆钻具用硬质合金径向轴承体及其生产方法
CN109694977A (zh) 一种孕镶金刚石的制备方法和孕镶金刚石、孕镶钻头的制备方法和孕镶钻头
CN103611602B (zh) 一种锤式破碎机用三金属破碎锤及其制备方法
CN102974818A (zh) 一种特种金刚石工具刀头配方及制备方法
CN104942262B (zh) 一种功能梯度压铸模及其制造工艺
CN103100977A (zh) 一种高强度的金刚石砂轮修整笔的制备方法
CN101824968B (zh) 一种孕镶钎焊金刚石钻头
CN103934535B (zh) 一种耐磨合金棒的制备方法
CN101245705B (zh) 金刚石复合截齿头的制造方法
US20140262542A1 (en) Downhole tools including ternary boride-based cermet and methods of making the same
CN103898501A (zh) 截齿等离子束表面冶金工艺
CN105328191A (zh) 多金属复合结构的精密喷射热压成形工艺
Araoyinbo et al. Overview of powder metallurgy process and its advantages
CN102049583A (zh) 复合材料焊接刀片的制造方法
CN108838390A (zh) 一种铜铁基金刚石刀齿的制造方法
CN201170099Y (zh) 金刚石复合截齿头

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160106

Termination date: 20190425