CN104498684A - 一种硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法 - Google Patents

一种硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，包括以下步骤：a.将硬质合金渗碳制品按碳相级别的不同，分别装入不同石墨舟皿中，石墨舟皿中装入脱碳填料，脱碳填料将硬质合金渗碳制品包裹、隔离；b.将装有硬质合金渗碳制品的石墨舟皿放入真空烧结炉中进行脱碳烧结；c.烧结完成后，取出石墨舟皿中的制品进行喷砂处理。d.烧结完成取出石墨舟皿中的制品后，用筛网对含有钨粉的脱碳填料进行筛分分离处理，把分离出的筛上物三氧化二铝粉、筛下物钨粉和钨碳合金粉分别收集存放。本发明的脱碳方法，采用真空烧结炉脱碳，脱碳效率高，使用成本低。

Description

一种硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法
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脱碳的方法。
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，低于此范围的会产生金属碳化物缺碳，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，使硬质合金产生渗碳。游离碳等同于杂质缺陷，它的存在会影响和降低硬质合金的机械物理性能。因此优质的硬质合金都要最大限度的消除和减少游离碳掺碳的存在。
硬质合金制造过程的掺胶、垫烧涂料的刷盖等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渗碳和脱碳的制品来开炉，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渗碳的脱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，无法进行硬质合金渗碳制品脱碳处理的问题，提供一种硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，能够有效的对硬质合金渗碳制品迸行脱碳处理。
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脱碳的方法，包括以下步骤：
a.将硬质合金渗碳制品按碳相级别的不同，分别装入存有不同脱碳填料的石墨舟皿中，脱碳填料将硬质合金渗碳制品包裹、隔离；
b.将装有硬质合金渗碳制品的石墨舟皿放入真空烧结炉中进行脱碳烧结；
c.烧结完成后，取出石墨舟皿中的制品进行喷砂处理。
d.烧结完成取出石墨舟皿中的制品后，用筛网对含有钨粉的脱碳填料进行筛分分离处理，把分离出的筛上物三氧化二铝粉、筛下物钨粉和钨碳合金粉分别收集存放。
优选地，所述的脱碳填料包括三氧化二铝粉和钨粉，钨粉占脱碳填料总重量的0-8％。
优选地，步骤a中，在装入金相组织C类为C04的硬质合金渗碳制品的石墨舟皿中，脱碳填料的成分中只含有三氧化二铝粉。
优选地，步骤a中，在装入金相组织C类为C06的硬质合金渗碳制品的石墨舟皿中，脱碳填料的成分包括按重量百分比计：97％的三氧化二铝粉和3％的钨粉。
优选地，步骤a中，在装入金相组织C类为C08或大于C08的硬质合金渗碳制品的石墨舟皿中，脱碳填料的成分包括按重量百分比计：92％的三氧化二铝粉和8％的钨粉。
优选地，三氧化二铝粉的粒度为80目。
优选地，钨粉的平均粒度为5微米。
优选地，金相组织C类为C08或大于C08的硬质合金渗碳制品采用两次脱碳，即重复两次步骤a-c。
优选地，步骤b中，脱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。
优选地，步骤d中，筛网的规格为240目。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.可完全取代钼丝氢气烧结炉来完成硬质合金渗碳制品的脱碳。
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脱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脱碳烧结对环境保护会起到有益的作用。
4.对分离处理后收集的钨粉和钨碳合金粉进行合批，分析碳含量，分别可用于碳化钨的制取和混合料制备的控碳等使用，保证了钨粉的有效利用。
具体实施方式
本发明的一种硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，其脱碳原理为：三氧化二铝和碳不会发生化学反应来夺碳，但是碳势平衡的作用会趋使高碳区的碳向低碳区扩散，在脱碳烧结温度下硬质合金渗碳制品中的富集游离碳会向与其制品全面裹覆多点接触的三氧化二铝粉的表面扩散，最终吸附沉积在三氧化二铝粉表面完成了渗碳制品的脱碳。
在脱碳烧结温度下钨和碳会发生相应的化学反应形成碳化钨和碳化二钨的钨碳合金来完成制品的脱碳。
下面通过具体实施例对本发明的一种硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法进行说明。
实施例1：
牌号为YG6、外经为160mm、金相组织C类为C04的密封环38件。
具体步骤：a.把该批硬质合金渗碳制品每2件为1组分别装入19个存有仅含有三氧化二铝粉末的脱碳填料的石墨舟皿中，每个石墨舟皿的2件制品分为上、下两层平放，中间由脱碳填料填充隔断。制品与制品之间、制品与石墨舟皿内壁之间以及制品表面的脱碳填料厚度大于5mm。
b.把装好渗碳制品的石墨舟皿放入真空烧结炉中进行脱碳烧结，直接升温到烧结温度进行保温，烧结温度和保温时间分别为1360℃和60分钟，保温结束后，随炉冷却降至室温。
c.脱碳烧结完成出炉后，取出石墨舟皿中的制品，对制品进行喷砂处理，喷砂处理后随机抽取3件作金相分析，分析结果3件金相组织C类均为C00。
d.烧结完成取出石墨舟皿中的制品后，用240目筛网对脱碳填料进行筛分分离处理，将分离后的筛上物三氧化二铝粉和筛下物钨粉、钨碳合金粉分别收集存放。
实施例2：
牌号为YN6、外经为15mm、高度32mm、金相组织C类为C06的喷嘴20件。
具体步骤：a.把该批硬质合金渗碳制品装入一个存有以重量百分比计的97％的三氧化二铝粉和3％的钨粉混合而成的脱碳填料的石墨舟皿中，制品之间由填充隔断。制品与制品之间、制品与石墨舟皿内壁之间以及制品表面的脱碳填料厚度大于5mm。
b.把装好渗碳制品的石墨舟皿放入真空烧结炉中进行脱碳，直接升温到烧结温度进行保温，烧结温度和保温时间分别为1360℃和60分钟，保温结束后，随炉冷却降至室温。
c.脱碳烧结完成出炉后，取出制品后对制品进行喷砂处理，喷砂处理后随机抽取3件作金相分析，分析结果3件金相组织C类均为C00。
d.烧结完成取出石墨舟皿中的制品后，用240目筛网对脱碳填料进行筛分分离处理，将分离后的筛上物三氧化二铝粉和筛下物钨粉、钨碳合金粉分别收集存放。
实施例3：
牌号为YG15、规格为50mm×20mm×8mm、金相组织C类为大于C08的垫块9件。
第1次脱碳：
a.把该批硬质合金渗碳制品装入一个存有以重量百分比计的92％的三氧化二铝粉和8％的钨粉混合而成的脱碳填料的石墨舟皿中，制品之间由填充隔断。制品与制品之间、制品与石墨舟皿内壁之间以及制品表面的脱碳填料厚度大于5mm。
b.把装好渗碳制品的石墨舟皿放入真空烧结炉中进行脱碳，直接升温到烧结温度进行保温，烧结温度和保温时间分别为1360℃和60分钟，保温结束后，随炉冷却降至室温。
c.脱碳烧结完成出炉后，取出制品后对制品进行喷砂处理，喷砂处理后随机抽取2件作金相分析，分析结果2件金相组织C类均为C06。
d.烧结完成取出石墨舟皿中的制品后，用240目筛网对脱碳填料进行筛分分离处理，将分离后的筛上物三氧化二铝粉和筛下物钨粉、钨碳合金粉分别收集存放。
第2次脱碳：
a.把该批硬质合金渗碳制品装入一个存有以重量百分比计的97％的三氧化二铝粉和3％的钨粉混合而成的脱碳填料的石墨舟皿中，制品之间由填充隔断。制品与制品之间、制品与石墨舟皿内壁之间以及制品表面的脱碳填料厚度大于5mm。
b.把装好渗碳制品的石墨舟皿放入真空烧结炉中进行脱碳，直接升温到烧结温度进行保温，烧结温度和保温时间分别为1360℃和60分钟，保温结束后，随炉冷却降至室温。
c.脱碳烧结完成出炉，取出制品后对制品进行喷砂处理，喷砂处理后随机抽取2件作金相分析，分析结果2件金相组织C类均为C00。
d.烧结完成取出石墨舟皿中的制品后，用240目筛网对脱碳填料进行筛分分离处理，将分离后的筛上物三氧化二铝粉和筛下物钨粉、钨碳合金粉分别收集存放。

Claims (10)

1.一种硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将硬质合金渗碳制品按金相组织C类级别的不同，分别装入存有不同脱碳填料的石墨舟皿中，脱碳填料将硬质合金渗碳制品包裹、隔离；
b.将装有硬质合金渗碳制品的石墨舟皿放入真空烧结炉中进行脱碳烧结；
c.烧结完成后，取出石墨舟皿中的制品进行喷砂处理。
d.烧结完成取出石墨舟皿中的制品后，用筛网对含有钨粉的脱碳填料进行筛分分离处理，把分离出的筛上物三氧化二铝粉、筛下物钨粉和钨碳合金粉分别收集存放。
2.根据权利要求1所述的硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，其特征在于，所述的脱碳填料包括三氧化二铝粉和钨粉，钨粉占脱碳填料总重量的0-8％。
3.根据权利要求2所述的硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，其特征在于，步骤a中，在装入金相组织C类为C04的硬质合金渗碳制品的石墨舟皿中，脱碳填料的成分中只含有三氧化二铝粉。
4.根据权利要求2所述的硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，其特征在于，步骤a中，在装入金相组织C类为C06的硬质合金渗碳制品的石墨舟皿中，脱碳填料的成分包括按重量百分比计：97％的三氧化二铝粉和3％的钨粉。
5.根据权利要求2所述的硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，其特征在于，步骤a中，在装入金相组织C类为C08或大于C08的硬质合金渗碳制品的石墨舟皿中，脱碳填料的成分包括按重量百分比计：92％的三氧化二铝粉和8％的钨粉。
6.根据权利要求3、4或5所述的硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，其特征在于，三氧化二铝粉的粒度为80目。
7.根据权利要求4或5所述的硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，其特征在于，钨粉的平均粒度为5微米。
8.根据权利要求1所述的硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法，其特征在于，金相组织C类为C08或大于C08的硬质合金渗碳制品采用两次脱碳，即重复两次步骤a-c。
9.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，脱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。
10.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d中，筛网的规格为240目。
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