CN105665710A - 一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于零件结构设计及粉末冶金技术领域，公开了一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法。所述方法包括如下步骤：将硬质合金粉末经球磨后装入石墨模具并震实，采用放电等离子快速烧结，烧结工艺条件如下：烧结压力：10～50MPa；烧结加热速率：50～100℃/min；烧结温度：1500～1700℃；烧结保温时间：5～10min；烧结真空度：≤10Pa；所述硬质合金粉末的质量百分含量组成为Co：0.20～1.00％，Cr3C2：0.50～1.00％，余量为WC。本发明方法具有烧结温度低、保温时间短、受热均匀、加热速度快等优点，可以实现硬质合金喷嘴材料的低温快速致密化，节约加工成本。

Description

一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法
技术领域
本发明属于零件结构设计及粉末冶金技术领域，具体涉及一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法。
背景技术
传统的硬质合金喷嘴零件通常将球磨掺胶的硬质合金粉末料先采用液压机成形，然后经真空烧结后制成。近十余年来快速发展起来的放电等离子烧结(sparkplasmasintering，SPS)技术具有烧结时间短、烧结温度低、烧结体致密度高、晶粒细小等特点，对制备高性能的复合材料具有重要的意义。放电等离子烧结一般只用于制备高性能材料，难于直接成形较复杂的零部件。目前尚无采用放电等离子烧结技术直接成形固结硬质合金喷嘴的文献报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法。该方法采用放电等离子烧结技术直接低温成形固结硬质合金喷嘴零件，实现喷嘴零件的短流程近净成形和合金材料的显微组织晶粒细小均匀、性能良好。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的硬质合金喷嘴。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法，包括如下步骤：将硬质合金粉末经球磨后装入石墨模具并震实，采用放电等离子快速烧结，烧结工艺条件如下：烧结压力：10～50MPa；烧结加热速率：50～100℃/min；烧结温度：1500～1700℃；烧结保温时间：5～10min；烧结真空度：≤10Pa；所述硬质合金粉末的质量百分含量组成为Co：0.20～1.00％，Cr3C2：0.50～1.00％，余量为WC。上述方法所使用的模具及成型固结示意图如图1所示。
优选地，所述硬质合金粉末的粒径范围为0.3～1.0μm。
优选地，所述WC的晶粒尺寸为0.2～0.8μm。
一种硬质合金喷嘴，通过以上方法制备得到。
优选地，所述硬质合金喷嘴的入口直径为15～20mm，出口直径为2.5～3.5mm，开口角度为90～120°，深度为5～10mm。其结构示意图如图2所示。
与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所述的硬质合金喷嘴的直接成形固结方法具有烧结温度低、保温时间短、受热均匀、加热速度快等优点，可以实现硬质合金喷嘴材料的低温快速致密化，节约加工成本；
(2)本发明所述的硬质合金喷嘴的直接成形固结方法，不仅加工过程简单、操作方便，而且可以实现零部件的直接近终成形，少无加工，具有更好的推广应用前景；
(3)本发明的制备方法有助于获得全致密、细晶结构的较复杂的硬质合金喷嘴零件，可以广泛用于工模具零件的制造中，有较大的应用前景。
附图说明
图1为本发明所使用的模具及成型固结示意图；
图2为本发明所述硬质合金喷嘴的结构示意图；
图3为实施例1所制备的硬质合金喷嘴的结构示意图；
图4为实施例2所制备的硬质合金喷嘴的结构示意图；
图5为实施例3所制备的硬质合金喷嘴的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种入口直径为20mm，出口直径为3.5mm，开口角度为90°，深度为5mm(其结构示意图如图3所示)的硬质合金喷嘴的直接成形固结方法，具体步骤如下：将粒径为0.8～1.0μm的硬质合金粉末经球磨处理后装入设定尺寸的石墨模具并震实，采用放电等离子快速烧结，烧结工艺条件如下：烧结压力：10MPa；烧结加热速率：100℃/min；烧结温度：1700℃；烧结保温时间：5min；烧结真空度：10Pa；所述硬质合金粉末的质量百分含量组成为Co：0.20％，Cr3C2：0.50％，余量为晶粒尺寸为0.8μm的WC粉末。得到组织细小均匀的超细晶硬质合金雾化喷嘴零件。
实施例2
本实施例的一种入口直径为15mm，出口直径为2.5mm，开口角度为120°，深度为10mm(其结构示意图如图4所示)的硬质合金喷嘴的直接成形固结方法，具体步骤如下：将粒径为0.3～0.5μm的硬质合金粉末经球磨处理后装入设定尺寸的石墨模具并震实，采用放电等离子快速烧结，烧结工艺条件如下：烧结压力：50MPa；烧结加热速率：50℃/min；烧结温度：1500℃；烧结保温时间：10min；烧结真空度：5Pa；所述硬质合金粉末的质量百分含量组成为Co：1.00％，Cr3C2：1.00％，余量为晶粒尺寸为0.2μm的WC粉末。得到组织细小均匀的超细晶硬质合金雾化喷嘴零件。
实施例3
本实施例的一种入口直径为18mm，出口直径为3.0mm，开口角度为110°，深度为8mm(其结构示意图如图5所示)的硬质合金喷嘴的直接成形固结方法，具体步骤如下：将粒径为0.6～0.8μm的硬质合金粉末经球磨处理后装入设定尺寸的石墨模具并震实，采用放电等离子快速烧结，烧结工艺条件如下：烧结压力：80MPa；烧结加热速率：80℃/min；烧结温度：1600℃；烧结保温时间：8min；烧结真空度：8Pa；所述硬质合金粉末的质量百分含量组成为Co：0.50％，Cr3C2：0.80％，余量为晶粒尺寸为0.5μm的WC粉末。得到组织细小均匀的超细晶硬质合金雾化喷嘴零件。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法，其特征在于包括如下步骤：将硬质合金粉末经球磨后装入石墨模具并震实，采用放电等离子快速烧结，烧结工艺条件如下：烧结压力：10～50MPa；烧结加热速率：50～100℃/min；烧结温度：1500～1700℃；烧结保温时间：5～10min；烧结真空度：≤10Pa；所述硬质合金粉末的质量百分含量组成为Co：0.20～1.00％，Cr3C2：0.50～1.00％，余量为WC。
2.根据权利要求1所述的一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法，其特征在于：所述硬质合金粉末的粒径范围为0.3～1.0μm。
3.根据权利要求1所述的一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法，其特征在于：所述WC的晶粒尺寸为0.2～0.8μm。
4.一种硬质合金喷嘴，其特征在于：通过权利要求1～3任一项所述的方法制备得到。
5.根据权利要求4所述的一种硬质合金喷嘴，其特征在于：所述硬质合金喷嘴的入口直径为15～20mm，出口直径为2.5～3.5mm，开口角度为90～120°，深度为5～10mm。
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