CN105177391A - 一种超硬硬质合金的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于硬质合金技术领域，具体涉及一种超硬硬质合金的制造工艺。本发明要解决的技术问题是提供一种硬度高、碎性低超硬硬度合金的制造工艺。具体步骤如下：a.生产原料按比例配制、b.隔绝空气下研磨、c.分步不同温度真空下烧结、d.炉内降至常温。有益效果：本发明硬质合金原材料中使用了硅，可以有效的提高合金的硬度，同时由于加入一定量的三氧化二铝可以降低合金的碎度，有效提高其抗弯强度，从而提高了硬质合金的品质，节约生产成本，提高生产效率。

Description

一种超硬硬质合金的制造工艺
技术领域
本发明属于硬质合金技术领域，具体涉及一种超硬硬质合金的制造工艺。
背景技术
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。
硬质合金具有硬度高、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。
传统的硬质合金制造成本高、生产效率低、流程复杂，且由于钨钴含量较高，导致其碎性和烧结温度大大增加，抗弯强度差，柔性不足。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明为了克服现有的硬质合金碎性大、抗弯强度差、流程复杂的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种硬度大、抗弯强度高、制作流程较简单的超硬硬质合金的制造工艺。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种超硬硬质合金及其制造工艺，具体如下：
一种超硬硬质合金，所述超硬硬质合金的原料及其按重量百分比的成分为:硬质相85-90％，铜0.05-0.09％，铕0.03-0.15％，硅3-5％，三氧化二铝4-8％，余量为铁和不可避免的杂质；所述硬质相为碳化钒钛和碳化钨，其中钒/钛摩尔比为0.6-0.8，碳化钒钛和碳化钨的重量比为1：1.5。
一种超硬硬质合金的制造工艺，包括以下步骤：
a.按所述超硬硬质合金制造的原料及其按质量的百分比例称取碳化钛、碳化钒、碳化钨、还原铁粉、铜、铕、硅、三氧化二铝；
b.将步骤a称取的原料混合，在隔绝空气的保护环境下，磨细，过320-500目筛，得到粉末粒料，干燥，然后加入1wt％-1.5wt％聚乙二醇溶液，充分搅拌，过45-60目筛，得到颗粒料；
c.将颗粒料放入模具中，用800-900MPa的压力压制成型，压制时长80～100s，得坯块；
d.将坯块置于真空炉中，于300-350℃下，烧结125-150分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
e.于500-550℃下，烧结35-45分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
f.于600-650℃下，烧结10-15分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
g.于700-750℃下，烧结50-60分钟，真空炉内部绝对气压小于等于2Pa；
h.于300-350℃下，烧结65-75分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
i.于200-300℃下，烧结30-35分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
j.于100-150℃下，烧结20-25分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
k.放置于炉内，降至常温。
(3)有益效果
本发明硬质合金材料中使用了硅，可以有效的提高合金的硬度，同时由于加入一定量的三氧化二铝可以降低合金的碎度，有效提高其抗弯强度，从而提高了硬质合金的品质，节约生产成本，提高生产效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种超硬硬质合金，其特征在于，包含以下重量百分比的成分，硬质相85％，铜0.05％，铕0.03％，硅3％，三氧化二铝4％，碳化钨，余量为铁和不可避免的杂质；所述硬质相为碳化钒钛和碳化钨，其中钒/钛摩尔比为0.6～0.8，碳化钒钛和碳化钨的重量比为1：1.5。
实施例2
一种超硬硬质合金，其特征在于，包含以下重量百分比的成分，硬质相90％，铜0.09％，铕0.15％，硅5％，三氧化二铝8％，碳化钨，余量为铁和不可避免的杂质；所述硬质相为碳化钒钛和碳化钨，其中钒/钛摩尔比为0.6～0.8，碳化钒钛和碳化钨的重量比为1：1.5。
实施例3
一种超硬硬质合金，其特征在于，包含以下重量百分比的成分，硬质相88％，铜0.06％，铕0.12％，硅3％，三氧化二铝4.5％，碳化钨，余量为铁和不可避免的杂质；所述硬质相为碳化钒钛和碳化钨，其中钒/钛摩尔比为0.6～0.8，碳化钒钛和碳化钨的重量比为1：1.5。
实施例4
a.按比例称取碳化钛、碳化钒、碳化钨、还原铁粉、铜、铕、硅、三氧化二铝；
b.将步骤a称取的原料混合，在隔绝空气的保护环境下，磨细，过320-500目筛，得到粉末粒料，干燥，然后加入1wt％-1.5wt％聚乙二醇溶液，充分搅拌，过45-60目筛，得到颗粒料；
c.将颗粒料放入模具中，用800-900MPa的压力压制成型，压制时长80～100s，得坯块；
d.将坯块置于真空炉中，于300-350℃下，烧结125-150分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
e.于500-550℃下，烧结35-45分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
f.于600-650℃下，烧结10-15分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
g.于700-750℃下，烧结50-60分钟，真空炉内部绝对气压小于等于2Pa；
h.于300-350℃下，烧结65-75分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
i.于200-300℃下，烧结30-35分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
j.于100-150℃下，烧结20-25分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
放置于炉内，降至常温取制成的超硬硬质合金5×5×3厘米10个块状样本，通过自动洛氏硬度计测试，测试结果见表1。
表1硬质合金试块硬度测试记录表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
82HRC 80HRC 83HRC 79HRC 81HRC 78HRC 79HRC 81HRC 80HRC 82HRC
结果显示，达到了超硬硬质合金的要求。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种超硬硬质合金的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
所述的超硬硬质合金的原料及其按重量百分比的成分为:硬质相85-90％，铜0.05-0.09％，铕0.03-0.15％，硅3-5％，三氧化二铝4-8％，余量为铁和不可避免的杂质；所述硬质相为碳化钒钛和碳化钨，其中钒/钛摩尔比为0.6-0.8，碳化钒钛和碳化钨的重量比为1：1.5。
a.按比例称取碳化钛、碳化钒、碳化钨、还原铁粉、铜、铕、硅、三氧化二铝；
b.将步骤a称取的原料混合，在隔绝空气的保护环境下，磨细，过320-500目筛，得到粉末粒料，干燥，然后加入1wt％-1.5wt％聚乙二醇溶液，充分搅拌，过45-60目筛，得到颗粒料；
c.将颗粒料放入模具中，用800-900MPa的压力压制成型，压制时长80～100s，得坯块；
d.将坯块置于真空炉中，于300-350℃下，烧结125-150分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
e.于500-550℃下，烧结35-45分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
f.于600-650℃下，烧结10-15分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
g.于700-750℃下，烧结50-60分钟，真空炉内部绝对气压小于等于2Pa；
h.于300-350℃下，烧结65-75分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
i.于200-300℃下，烧结30-35分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
j.于100-150℃下，烧结20-25分钟，真空炉内部绝对气压小于等于3Pa；
k.放置于炉内，降至常温。
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