CN104493161B - 一种硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，包括以下步骤：a.将每件硬质合金脱碳制品单件放入存有渗碳混合料的包套中，硬质合金脱碳制品被渗碳混合料包覆，系紧包套袋口后，放入冷等静压机中通过压制工艺进行压制，形成压坯块；b.去除压坯块表面的包套，再将压坯块放入真空烧结炉中进行渗碳烧结；c.渗碳烧结完成后，去除包覆在硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料；d.在去除硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料后，对硬质合金脱碳制品进行喷砂处理，去除的渗碳混合料作均匀化处理后另存保管。本发明的硬质合金的渗碳方法，在真空烧结炉中渗碳烧结，生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于硬质合金的制造领域，具体涉及一种硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法。
背景技术
碳含量是硬质合金的核心技术指标。碳含量在很大程度上影响和决定了硬质合金的机械物理性能。硬质合金中碳的存在形式有两种：一是和难熔金属结合形成难熔金属碳化物的化合碳，二是单质的游离碳。难熔金属碳化物饱和的碳含量在一个区间范围内，高于此范围的在硬质合金中就会产生过饱和单质存在的游离碳，低于此范围的会产生金属碳化物缺碳，在硬质合金中形成脱碳η相。脱碳η相的存在会增加硬质合金中的脆性，严重影响和降低硬质合金的韧性和强度。因此优质的硬质合金都必须要消除脱碳…相的存在。
硬质合金制造过程的混合料配制、掺胶、垫烧涂料的刷盖和烧结等都会影响硬质合金碳含量的控制，使硬质合金制品发生缺碳和渗碳。缺碳和渗碳的制品需要通过后续渗碳和脱碳辅助工艺来补碳和去碳。
硬质合金制品的渗碳和脱碳通常是用钼丝氢气烧结炉来完成的。随着制造技术的发展，钼丝氢气烧结炉已被普遍淘汰。即使有钼丝氢气烧结炉，单独只为了数量有限的需要进行脱碳和渗碳的制品来开炉，要花费大量的直接和间接费用。因此，能在现在普遍广泛使用的真空烧结炉中来完成虽然量少但却难以避免的硬质合金制品脱碳的渗碳就自然成了目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决钼丝氢气烧结炉遭淘汰后，无法进行硬质合金脱碳制品渗碳处理的问题，提供一种硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，能够有效的对硬质合金脱碳制品迸行渗碳处理。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，包括以下步骤：
a.将每件硬质合金脱碳制品单件放入存有渗碳混合料的包套中，硬质合金脱碳制品被渗碳混合料包覆，系紧包套袋口后，放入冷等静压机中通过压制工艺进行压制，形成压坯块；
b.去除压坯块表面的包套，再将压坯块放入真空烧结炉中进行渗碳烧结；
c.渗碳烧结完成后，去除包覆在硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料；
d.在去除硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料后，对硬质合金脱碳制品进行喷砂处理，去除的渗碳混合料作均匀化处理后另存保管。
优选地，步骤a中，所述的渗碳混合料为按质量百分比计的95％的石墨粉和5％的三氧化二铝粉的均匀混合粉料。
优选地，三氧化二铝粉的粒径不小于80目。
优选地，步骤a中，硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料包覆厚度不小于10mm。
优选地，步骤b中，渗碳烧结为直接升温至烧结温度进行保温，烧结温度为1330-1370℃，保温时间为55-65min，保温结束后，随炉冷却降至室温。
优选地，步骤a中，所采用的压制工艺为:加压到20MPa，加压时间为10s，保压5s；再继续加压，加压到30MPa，加压时间为5s，保压5s；再继续加压，加压到40MPa，加压时间为5s，保压10s；最后泄压，泄压时间为15s。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.可用真空烧结炉替代钼丝氢气烧结炉来进行渗碳烧结；
2.钼丝氢气烧结炉为连续式烧结炉，并且无论有无产品需要烧结都要保持具有一定炉温的开炉，真空烧结炉为间歇式烧结炉，有产品需要烧结才进行开炉，真空烧结炉替代钼丝氢气烧结炉来进行渗碳烧结能起到节能降耗、节约生产成本的作用。
3.钼丝氢气烧结炉产生的气体排放在空气中，真空烧结炉产生的气体少量气体溶入了真空泵油，因此真空烧结炉替代钼丝氢气烧结炉来进行渗碳烧结对环境保护会起到有益的作用。
附图说明
图1是本发明的硬质合金包覆状态示意图。
图2是本发明的冷等静压机的压制工艺过程的压力与时间曲线图。
图中标记：1-硬质合金脱碳制品，2-渗碳混合料，3-包套。
具体实施方式
参照图1，图2，本发明的一种硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，其原理为：碳势平衡的作用会驱使高碳区的碳向低碳区扩散，如果直接把硬质合金脱碳制品1放入石墨粉里，除了受重力作用的制品底部和石墨粉接触较紧时会产生有限的渗碳外，其他和石墨粉松散接触部分很难有向制品的渗碳产生。通过等静压的压制让石墨粉和硬质合金脱碳制品1各部位紧实的贴合，使得向制品的渗碳能够得到全面充分的进行。加入三氧化二铝粉是为了渗碳烧结完成后脱碳制品上的专用脱碳混合料包覆物容易被去除。
本发明的一种硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，通过以下实施方式进一步说明。
实施例1:
硬质合金脱碳制品1参数：牌号为YN6、外径为15mm、高度32mm、金相显微组织有脱碳η相的喷嘴11件。
渗碳方法包括以下步骤：
a.将每件硬质合金脱碳制品1单独放入存有渗碳混合料2的包套3中，并被渗碳混合料2包覆，包覆厚度为大于10mm，系紧包套3袋口，然后放入冷等静压机中进行压制，形成压坯块。其中，渗碳混合料2包括按质量百分比计的95％的石墨粉和5％的三氧化二铝粉的均匀混合粉料。
采用的压制工艺为:加压到20MPa，加压时间为10s，保压5s；再继续加压，加压到30MPa，加压时间为5s，保压5s；再继续加压，加压到40MPa，加压时间为5s，保压10s；最后泄压，泄压时间为15s。
b.去除压坯块表面的包套，再将压坯块放入真空烧结炉中直接升温烧结温度进行烧结；烧结温度1360℃，保温时间为60min。
c.渗碳烧结完成后，随炉冷却降至室温，去除硬质合金脱碳制品1表面的渗碳混合料2，去除的渗碳混合料2作均匀化处理后另存保管。
d.去除硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料2后，对硬质合金脱碳制品进行喷砂处理。
喷砂处理后的制品进行随机抽取2件作金相检测分析，分析结果金相显微组织无脱碳η相，金相显微组织C类均为C00。
实施例2:
硬质合金脱碳制品1参数：牌号为YG8、外径为185mm、金相显微组织有脱碳η相的密封环24件。
渗碳方法包括以下步骤：
a.将每件硬质合金脱碳制品1单独放入存有渗碳混合料2的包套3中，并被渗碳混合料2包覆，包覆厚度为大于10mm，系紧包套3袋口，然后放入冷等静压机中进行压制，形成压坯块。其中，渗碳混合料2包括按质量百分比计的95％的石墨粉和5％的三氧化二铝粉的均匀混合粉料。
采用的压制工艺为:加压到20MPa，加压时间为10s，保压5s；再继续加压，加压到30MPa，加压时间为5s，保压5s；再继续加压，加压到40MPa，加压时间为5s，保压10s；最后泄压，泄压时间为15s。
b.去除压坯块表面的包套，再将包套放入真空烧结炉中直接升温烧结温度进行烧结；烧结温度为1360℃，保温时间为60min。
c.渗碳烧结完成后，随炉冷却降至室温，去除硬质合金脱碳制品1表面的渗碳混合料2，去除的渗碳混合料2作均匀化处理后另存保管。
d.去除硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料2后，对硬质合金脱碳制品进行喷砂处理。
喷砂处理后的制品进行随机抽取2件作金相检测分析，分析结果金相显微组织无脱碳η相，金相显微组织C类均为C00。
实施例3:
硬质合金脱碳制品1参数：牌号为YG6、外径为28mm、内径为20mm、高度为35mm、金相显微组织有脱碳η相的直管轴套30件。
渗碳方法包括以下步骤：
a.将每件硬质合金脱碳制品1单独放入存有渗碳混合料2的包套3中，并被渗碳混合料2包覆，包覆厚度为大于10mm，系紧包套3袋口，然后放入冷等静压机中进行压制，形成压坯块。其中，渗碳混合料2包括按质量百分比计的95％的石墨粉和5％的三氧化二铝粉的均匀混合粉料。
采用的压制工艺为:加压到20MPa，加压时间为10s，保压5s；再继续加压，加压到30MPa，加压时间为5s，保压5s；再继续加压，加压到40MPa，加压时间为5s，保压10s；最后泄压，泄压时间为15s。
b.去除压坯块表面的包套，再将包套放入真空烧结炉中直接升温烧结温度进行烧结；烧结温度为1360℃，保温时间为60min。
c.渗碳烧结完成后，随炉冷却降至室温，去除硬质合金脱碳制品1表面的渗碳混合料2，去除的渗碳混合料2作均匀化处理后另存保管。
d.在去除硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料2后，对硬质合金脱碳制品进行喷砂处理。
喷砂处理后的制品进行随机抽取2件作金相检测分析，分析结果金相显微组织无脱碳η相，金相显微组织C类均为C00。
Claims (6)
1.一种硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将每件硬质合金脱碳制品单件放入存有渗碳混合料的包套中，硬质合金脱碳制品被渗碳混合料包覆，系紧包套袋口后，放入冷等静压机中通过压制工艺进行压制，形成压坯块；
b.去除压坯块表面的包套，再将压坯块放入真空烧结炉中进行渗碳烧结；
c.渗碳烧结完成后，去除包覆在硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料；
d.在去除硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料后，对硬质合金脱碳制品进行喷砂处理，去除的渗碳混合料作均匀化处理后另存保管。
2.根据权利要求1所述的硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，其特征在于，步骤a中，所述的渗碳混合料为按质量百分比计的95％的石墨粉和5％的三氧化二铝粉的均匀混合粉料。
3.根据权利要求2所述的硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，其特征在于，三氧化二铝粉的粒径不小于80目。
4.根据权利要求1所述的硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，其特征在于，步骤a中，硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料包覆厚度不小于10mm。
5.根据权利要求1所述的硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，其特征在于，步骤b中，渗碳烧结为直接升温至烧结温度进行保温，烧结温度为1350-1370℃，保温时间为55-65分钟，保温结束后，随炉冷却降至室温。
6.根据权利要求1所述的硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，其特征在于，步骤a中，所述的压制工艺为:加压到20MPa，加压时间为10s，保压5s；再继续加压，加压到30MPa，加压时间为5s，保压5s；再继续加压，加压到40MPa，加压时间为5s，保压10s；最后泄压，泄压时间为15s。
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