CN105154818B - 一种消除硬质合金渗碳缺陷的方法及其所用涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种消除硬质合金渗碳缺陷的方法及其所用涂料，将配制好的涂料均匀涂抹在硬质合金表面，然后进行烧结，所述涂料成分包括二氧化钛粉、钨粉和溶剂，以二氧化钛粉和钨粉总重量计，二氧化钛粉和钨粉质量百分比分别为75～95％、5～25％。有渗碳缺陷的硬质合金在经本发明方法处理后，金相分析结果显示制品的金相组织C类均为C00。本发明方法实现了硬质合金渗碳缺陷的消除，工序短，生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于硬质合金的制造生产领域，具体为一种消除硬质合金制品渗碳缺陷的方法及其所用涂料。
背景技术
渗碳是硬质合金制品的一种主要产品缺陷，硬质合金制品产生渗碳的原因是合金内的碳含量高于难熔金属碳化物饱和的碳含量区间范围，多余的碳以游离碳的形式存在于硬质合金里，便使硬质合金制品产生了渗碳。渗碳的产生与杂质缺陷一样，它的出现会影响硬质合金的机械物理性能，因而要生产优质的硬质合金制品就必须消除渗碳缺陷。
采用钼丝氢气烧结炉消除硬质合金制品渗碳缺陷的方法已基本被淘汰，目前主流的消除硬质合金制品渗碳缺陷的方法为采用填料法在真空炉中完成渗碳返烧，该方法由于需要特定的舟皿盒装载填料和合金制品，其对大尺寸硬质合金制品的渗碳消除适应性较差，无法适用于大尺寸硬质合金制品的返烧。同时，填料法在烧结完成后需用筛网对合金制品与脱碳填料进行分离，工序较长，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消除硬质合金制品渗碳缺陷的方法，以解决填料法难以处理大尺寸硬质合金渗碳制品，同时工序长，返烧成本高的问题。
本发明的技术方案为：一种消除硬质合金渗碳缺陷的方法，将配制好的涂料均匀涂抹在硬质合金表面，然后进行烧结，所述涂料成分包括二氧化钛粉、钨粉和溶剂，以二氧化钛粉和钨粉总重量计，二氧化钛粉和钨粉质量百分比分别为75～95％、5～25％。
优选的，二氧化钛粉原料选用钛白粉；所述溶剂优选为纯净水或去离子水。
进一步优选的，溶剂重量占二氧化钛粉和钨粉总重量的15～25％。
所述涂料由二氧化钛粉和钨粉混合后，加入溶剂搅拌均匀制得。
根据有渗碳缺陷的硬质合金碳相级别的差异，调整涂料中二氧化钛粉和钨粉的相对含量。
对于下述碳相级别的硬质合金渗碳，制备涂料所用钨粉和二氧化钛粉重量百分比分别如下：
| 碳相级别 | 钨粉 | 二氧化钛粉 |
| C02 | 5～12％ | 88～95％ |
| C04 | 13～20％ | 80～87％ |
| C06或C08 | 21～25％ | 75～79％ |
上述百分比均以二氧化钛粉和钨粉总重量计。
优选的，所述的烧结直接升温至1290～1350℃，然后保温20～40分钟，随炉冷却至室温。
进一步的，在烧结后进行喷砂处理。
本发明提供的用于消除硬质合金渗碳缺陷的涂料，该涂料成分包括二氧化钛粉、钨粉和溶剂，以二氧化钛粉和钨粉总重量计，二氧化钛粉和钨粉质量百分比分别为75～95％、5～25％。
本发明为消除硬质合金渗碳缺陷，采用涂抹刷制涂料(钨粉-钛白粉-溶剂)的方法，其原理为：钛白粉主要成分为二氧化钛，具有高稳定性，二氧化钛本身和碳、钨不会发生化学反应，但碳势平衡的作用会驱使合金中高碳区的游离碳向低碳区扩散，在一定温度下游离碳扩散并吸附沉积在二氧化钛表面，从而逐步降低合金的游离碳，同时在这个温度下钛白粉中掺入的钨粉会与游离碳发生相应的化学反应形成较稳定的碳化钨和碳化二钨等钨碳化合物，从而最终消除合金制品渗碳缺陷。有渗碳缺陷的硬质合金在经本发明方法处理后，金相分析结果显示制品的金相组织C类均为C00。本发明方法实现了硬质合金渗碳缺陷的消除，工序短，生产成本低。
附图说明
图1为实施实例1选取的YG8硬质合金的渗碳金相图；
图2为采用实施实例1方法处理后的YG8硬质合金金相图；
图3为实施实例2选取的YL10.2硬质合金的渗碳金相图；
图4为采用实施实例2方法处理后的YL10.2硬质合金金相图；
图5为实施实例3选取的XF20T硬质合金的渗碳金相图；
图6为采用实施实例3方法处理后的XF20T硬质合金金相图；
图7为实施实例4选取的YG6X硬质合金的渗碳金相图；
图8为采用实施实例4方法处理后的YG6X硬质合金金相图；
图9为实施实例5选取的XL10硬质合金的渗碳金相图；
图10为采用实施实例5方法处理后的XL10硬质合金金相图；
图11为实施实例6选取的XL10硬质合金的渗碳金相图；
图12为采用实施实例6方法处理后的XL10硬质合金金相图。
具体实施方式
本发明方法用于消除硬质合金制品渗碳缺陷，特别适用于有渗碳缺陷的硬质合金碳相级别为C02、C04、C06以及C08。
本发明涂料中起作用的是二氧化钛和钨，可以用纯的二氧化钛粉，为方便可以选用钛白粉。钛白粉中所含杂质并不影响渗碳缺陷的消除，也即本发明涂料中可以含有其他不影响渗碳缺陷的消除的杂质组分，例如氧化铝。以下实施例中的百分比均指质量百分比，钨粉和钛白粉的质量百分比合计100％。用于制备涂料的溶剂可以选用纯净水或去离子水等性质稳定又能有效脱除的介质，是为了将混合好的具有一定粘性的涂料均匀涂在硬质合金制品上。涂料制备方法为简单的混合均匀，制备成的涂料中二氧化钛和钨粉均单独存在，并未发生反应，在烧结温度下钨粉才会与游离碳发生相应的化学反应。因此可以用成分组成直接描述该涂料。
实施例1：
选取牌号为YG8，型号为Bφ4*310、金相组织C类为C02的硬质合金制品43件，硬质合金金相图见图1。
具体方法步骤如下：配置5％的钨粉0.1KG、其余为95％钛白粉1.9KG，将钨粉与钛白粉搅拌均匀后，得钨粉-钛白粉总涂料2KG，再添加重量为钨粉-钛白粉总涂料重量的15％的纯净水0.3KG，搅拌后即得到最终刷制涂料。将配制好的涂料均匀的涂抹在有渗碳缺陷的硬质合金产品表面，然后放入石墨舟皿中。将装有渗碳缺陷的硬质合金的石墨舟皿放入真空烧结炉或压力烧结炉烧结，烧结温度为1290℃，保温时间为20分钟，然后随炉冷却至室温。烧结完成后，对返烧产品进行喷砂处理。
对喷砂处理后的返烧制品随机抽取其中的3中做金相分析，分析结果为3件制品的金相组织C类均为C00，具体金相图见图2。
实施例2：
选取牌号为YL10.2，型号为Bφ10*330、金相组织C类为C02的硬质合金制品50件，硬质合金金相图见图3。
具体方法步骤如下：配置12％的钨粉0.24KG、其余为88％钛白粉1.76KG，将钨粉与钛白粉搅拌均匀后，得钨粉-钛白粉总涂料2KG，再添加重量为钨粉-钛白粉总涂料重量的20％的纯净水0.40KG，搅拌后即得到最终刷制涂料。将配制好的涂料均匀的涂抹在有渗碳缺陷的硬质合金产品表面，然后放入石墨舟皿中。将装有渗碳缺陷的硬质合金的石墨舟皿放入真空烧结炉或压力烧结炉烧结，烧结温度为1290℃，保温时间为30分钟，然后随炉冷却至室温。烧结完成后，对返烧产品进行喷砂处理。
对喷砂处理后的返烧制品随机抽取其中的3中做金相分析，分析结果为3件制品的金相组织C类均为C00，具体金相图见图4。
实施例3：
选取牌号为XF20T，型号为Bφ6.0*310、金相组织C类为C04的硬质合金制品19件，硬质合金金相图见图5。
具体方法步骤如下：配置13％的钨粉0.13KG、其余为87％钛白粉0.87KG，将钨粉与钛白粉搅拌均匀后，得钨粉-钛白粉总涂料1KG，再添加重量为钨粉-钛白粉总涂料重量的20％的纯净水0.2KG，搅拌后即得到最终刷制涂料。将配制好的涂料均匀的涂抹在有渗碳缺陷的硬质合金产品表面，然后放入石墨舟皿中。将装有渗碳缺陷的硬质合金的石墨舟皿放入真空烧结炉或压力烧结炉烧结，烧结温度为1350℃，保温时间为20分钟，然后随炉冷却至室温。烧结完成后，对返烧产品进行喷砂处理。
对喷砂处理后的返烧制品随机抽取其中的3中做金相分析，分析结果为3件制品的金相组织C类均为C00，具体金相图见图6。
实施例4：
选取牌号为YG6X，型号为Bφ14*330、金相组织C类为C04的硬质合金制品12件，硬质合金金相图见图7。
具体方法步骤如下：配置20％的钨粉0.2KG、其余为80％钛白粉0.8KG，将钨粉与钛白粉搅拌均匀后，得钨粉-钛白粉总涂料1KG，再添加重量为钨粉-钛白粉总涂料重量的25％的纯净水0.25KG，搅拌后即得到最终刷制涂料。将配制好的涂料均匀的涂抹在有渗碳缺陷的硬质合金产品表面，然后放入石墨舟皿中。将装有渗碳缺陷的硬质合金的石墨舟皿放入真空烧结炉或压力烧结炉烧结，烧结温度为1350℃，保温时间为40分钟，然后随炉冷却至室温。烧结完成后，对返烧产品进行喷砂处理。
对喷砂处理后的返烧制品随机抽取其中的3中做金相分析，分析结果为3件制品的金相组织C类均为C00，具体金相图见图8。
实施例5：
选取牌号为XL10，型号为Bφ9.525*101.6、金相组织C类为C06的硬质合金制品23件，硬质合金金相图见图9。
具体方法步骤如下：配置21％的钨粉0.21KG、其余为79％钛白粉0.71KG，将钨粉与钛白粉搅拌均匀后，得钨粉-钛白粉总涂料1KG，再添加重量为钨粉-钛白粉总涂料重量的20％的纯净水0.20KG，搅拌后即得到最终刷制涂料。将配制好的涂料均匀的涂抹在有渗碳缺陷的硬质合金产品表面，然后放入石墨舟皿中。将装有渗碳缺陷的硬质合金的石墨舟皿放入真空烧结炉或压力烧结炉烧结，烧结温度为1350℃，保温时间为30分钟，然后随炉冷却至室温。烧结完成后，对返烧产品进行喷砂处理。
对喷砂处理后的返烧制品随机抽取其中的3中做金相分析，分析结果为3件制品的金相组织C类均为C00，具体金相图见图10。
实施例6：
选取牌号为XL10，型号为Bφ10*330、金相组织C类为C08的硬质合金制品22件，硬质合金金相图见图11。
具体方法步骤如下：配置25％的钨粉0.25KG、其余为75％钛白粉0.75KG，将钨粉与钛白粉搅拌均匀后，得钨粉-钛白粉总涂料1KG，再添加重量为钨粉-钛白粉总涂料重量的20％的纯净水0.20KG，搅拌后即得到最终刷制涂料。将配制好的涂料均匀的涂抹在有渗碳缺陷的硬质合金产品表面，然后放入石墨舟皿中。将装有渗碳缺陷的硬质合金的石墨舟皿放入真空烧结炉或压力烧结炉烧结，烧结温度为1350℃，保温时间为30分钟，然后随炉冷却至室温。烧结完成后，对返烧产品进行喷砂处理。
对喷砂处理后的返烧制品随机抽取其中的3中做金相分析，分析结果为3件制品的金相组织C类均为C00，具体金相图见图12。
Claims (9)
1.一种消除硬质合金渗碳缺陷的方法，其特征在于：将配制好的涂料均匀涂抹在硬质合金表面，然后进行烧结，所述涂料成分包括二氧化钛粉、钨粉和溶剂，以二氧化钛粉和钨粉总重量计，二氧化钛粉和钨粉质量百分比分别为75～95％、5～25％；
根据有渗碳缺陷的硬质合金碳相级别的差异，调整涂料中二氧化钛粉和钨粉的相对含量；对于下述碳相级别的硬质合金渗碳，制备涂料所用钨粉和二氧化钛粉重量百分比分别如下：
上述百分比均以二氧化钛粉和钨粉总重量计。
2.根据权利要求1所述的消除硬质合金渗碳缺陷的方法，其特征在于：二氧化钛粉原料选用钛白粉；所述溶剂为纯净水或去离子水。
3.根据权利要求1或2所述的消除硬质合金渗碳缺陷的方法，其特征在于：溶剂重量占二氧化钛粉和钨粉总重量的15～25％。
4.根据权利要求1或2所述的消除硬质合金渗碳缺陷的方法，其特征在于：所述涂料由二氧化钛粉和钨粉混合后，加入溶剂搅拌均匀制得。
5.根据权利要求1所述的消除硬质合金渗碳缺陷的方法，其特征在于：对于下述碳相级别的硬质合金渗碳，制备涂料所用钨粉和二氧化钛粉重量百分比分别如下：
上述百分比均以二氧化钛粉和钨粉总重量计。
6.根据权利要求1、2和5之一所述的消除硬质合金渗碳缺陷的方法，其特征在于：所述的烧结直接升温至1290～1350℃。
7.根据权利要求6所述的消除硬质合金渗碳缺陷的方法，其特征在于：所述的烧结升温至1290～1350℃后保温20～40分钟，随炉冷却至室温。
8.根据权利要求1、2和5之一所述的消除硬质合金渗碳缺陷的方法，其特征在于：烧结后进行喷砂处理。
9.一种用于消除硬质合金渗碳缺陷的涂料，其特征在于该涂料成分包括二氧化钛粉、钨粉和溶剂，以二氧化钛粉和钨粉总重量计，二氧化钛粉和钨粉质量百分比分别为75～95％、5～25％。
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