CN105772731B - 一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，属于生产硬质合金的生产装置技术领域。本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，通过配料→球磨机混合→干燥→擦筛→冲压→层叠→烧结→研磨等步骤。本发明保证了硬质合金超薄圆刀片生产质量的稳定性和合格率，整个工艺既保障了操作工的人身安全和避免了环境污染，又能能够提高生产效率50％以上，对于相同的产能，可以减少设备投资；各种回收综合利用装置，可以节省能源，减低生产成本，增强市场竞争力。

Description

一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺

本发明申请是分案申请，母案申请号：2014107756024；母案名称：一种硬质合金超薄圆刀片生产系统；母案申请日：2014年12月15日。

技术领域

本发明属于生产硬质合金的生产技术领域，具体涉及一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺。

背景技术

硬质合金从上世纪六十年代引入我国，当今我国已经成为世界第一硬质合金生产和消费大国。硬质合金制品有着堪比钻石的优异使用性能，给人们的生活带来了更高品质和效益，已经深入到了人们生活的方方面面。现在硬质合金需求量越来越大，但硬质合金生产流程相对较复杂，技术含量高，生产成本高。降低生产成本、提高产品质量是提高硬质合金市场竞争力的关键，但现在大多数厂家由于没有良好的回收意识，对生产过程中所用到辅助用料如石蜡、酒精等或产生的石墨粉尘都没有进行回收，既造成了生产成本的浪费也会对人体造成危害和对环境造成污染。

硬质合金生产各道工序要求特别高，比如烧结必须要在保护气氛下烧结到1400～1500℃，须在特制的密闭的烧结炉内生产，而且硬质合金产品烧结时毛坯必须放在一种能耐高温的石墨舟皿上。因此，硬质合金产品质量完全靠设备、生产工艺等办法来保障。人们对设备和生产工艺投入了很多的人力物力进行研究和改进，取得了很多让人惊喜的成果。同样的硬质合金材料用先进的设备和工艺生产，使用寿命可以提高50％左右。但是人们对石墨舟皿的研究没有引起高度重视，实际上石墨舟皿的材质和形状对硬质合金质量也有很大的影响，更重要的硬质合金需求量增大，现有技术增加产量必须要增加烧结炉，而烧结炉最低端的也要几十万，高端的上千万，生产投资大。其实也可以从舟皿形状上想办法，增加利用空间，同样的设备可以有效的增加产量，减少设备投资，降低成本。石墨材质种类也很多，杂质高会影响烧结时的炉内气氛，进而影响合金产品质量，强度低石墨本来就会影响使用寿命。

中国专利申请号：200820052895.3，公开日：2009-4-1的专利文献公开了一种硬质合金烧结用舟皿，该实用新型具有若干条容纳硬质合金产品毛坯的长方形斜槽的长方形舟皿体，各个斜槽相互平行，且各个斜槽的截面为开口的长方形，斜槽面与舟皿下底面成45°～60°夹角。舟皿体的上平面具有一个内凹面，所述的舟皿体的下平面具有一个下凸台，所述的下凸台的形状可与内凹面相配合。由于的各斜槽相互平行设置，增加了单个舟皿的装载量，同时由于设置有下凸台与另一个舟皿的内凹面相配合叠置，大大增加了炉内的空间利用率，也保证了舟皿的叠放整齐一致，该实用新型在具体使用过程中，虽然解决了脱蜡过程中的出气问题，但由于斜槽面有一定夹角，入炉的产品在烧结过程中也处于倾斜状态，在高温的氛围下，经常会产生变形的质量问题。

中国专利申请号：201310747611.8，公开日：2014-4-2的专利文献公开了一种硬质合金生产工艺。该发明涉及一种硬质合金生产工艺，特别是硬质合金挤压过程中产生的断头料的重复利用的方法。具体工艺步骤包括：(1)混合料制备：配料→球磨→干燥→均匀化破碎，得粉料；(2)挤压混合料：混合制粒→挤压→自然风干→加热干燥→加工切割，得半成品；(3)烧结；(4)成品检查包装入库。主要是步骤(2)中产生断头料，将其经过均匀化破碎处理，再加入奈瞒混合制粒，再经挤压等后续步骤，该发明在确保产品性能的同时优化断头料处理的工艺流程，大幅度降低成本。该发明没有对载体石墨平板舟皿进行处理的步骤，由于高温烧结会将石墨平板舟皿内会影响硬质合金质量的成分挥发，而且没经过专用涂料刷涂的石墨平板舟皿会将烧结后的硬质合金粘连，不容易卸料，强制卸料会造成损坏石墨平板舟皿和成品硬质合金，因此，该发明存在一定的技术缺陷。

中国专利授权公告号：101343697B，公开日：2010－6－23的专利文献公开了一种硬质合金大制品的脱蜡烧结一体工艺，步骤如下：先向炉内充氩气，再用氢气置换氩气，控制炉内压力为1.01×10⁵～1.03×10⁵Pa；在氢气流量为240～260L/min的条件下，进行阶梯式升温和保温，排除石蜡成型剂；在升温至450℃后的保温期内，调整炉内气氛为负压，采用氢气脉冲压力进行冲刷，排除炉内残余石蜡成型剂；石蜡成型剂排除后，升温至1300～1350℃进行真空烧结；真空烧结后期充入氩气，在1350～1450℃温度下进行氩气保护烧结；氩气保护烧结完成后，快速冷却。本发明在微正压氢气气氛条件下，阶梯式升温保温，脱蜡效率高，产品不起皮，产品碳量控制精度很高，顶锤烧结后的合金钴磁值达6.8％～7.2％，但该工艺时间长达30个小时以上，也有长时间保温的步骤，还要氢气作载气脱蜡，排出的气体要点火燃烧处理，存在安全隐患和环境污染的危害；由于该烧结工艺没有契合石蜡在硬质合金制品排除的峰值曲线，炉内不可避免的会留有残余石蜡，还要采用氢气脉冲压力冲刷的危险工艺。而且只适合于生产硬质合金大制品的脱蜡和烧结。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中硬质合金超薄圆刀片生产成本较高，产品质量不容易控制，现有石墨平板舟皿影响成品品质，生产过程中产生的石墨粉尘危害人体健康和污染环境，以及硬质合金超薄圆刀半成品研磨时不容易固定的问题，本发明提供了一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺。该工艺利用生产过程中副产品综合回收和高纯石墨平板舟皿的使用实现了降低生产成本和提高硬质合金产品质量的目的，并可以稳定的固定硬质合金超薄圆刀半成品以进行均匀研磨的目的。

2.技术方案

为达到上述目的，发明人经过多年时间的连续跟踪和总结，总结出本发明的技术方案：

一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，包括以下步骤：

步骤一、配料：将硬质合金超薄圆刀片原料的各种粉料：碳化钨、球形钴粉和碳化铬按配方配制；

步骤二、球磨机混合：

A、在球磨机混合装置中按重量配比加入99％纯度的酒精、58号石蜡成型剂和步骤一配制好的粉料；

B、启动球磨机，在球磨机内球棒的作用下，打磨并混合均匀成料浆；

步骤三、干燥：将料浆转入干燥装置中进行干燥，干燥后呈不规则颗粒状，干燥装置外接酒精回收装置将酒精进行回收，重复利用；

步骤四、擦筛：将干燥后的颗粒状物料进行擦筛后呈60目粉末状；

步骤五、冲压：将粉末状物料按产品重量及规格要求用冲压装置冲压成型呈片状；

步骤六、石墨平板舟皿装置的前处理：

A、将石墨平板舟皿表面石墨粉在水淋式石墨回收装置中铲除；

B、在真空炉内升温到1500℃煅烧，保温3～5个小时；

C、冷却：将煅烧保温后的石墨平板舟皿冷却至室温；

D、涂料制作：按配方称取PEG4000，石墨乳，高耐磨碳黑，超细氧化铝，吐温80，纯净水；先将PEG4000溶解于纯净水中，再将其它组分依次加到PEG4000溶解液中搅拌混合均匀即可；

E、刷涂料：在石墨平板舟皿的表面刷一层D步骤的专用涂料；

步骤七、层叠：将步骤五冲压后的片状物料的产品，放入步骤六处理好的石墨平板舟皿的上表面，然后分层叠加成石墨平板舟皿架，每层之间用垫块隔层；

步骤八、烧结，将层叠好的物料转入烧结装置的真空烧结一体炉进行烧结，烧结装置的真空-温度曲线控制机构执行以下真空-温度曲线：

A、0℃～150℃的升温斜率10～15℃/min，用时10～15分钟，真空度控制在50Pa以内；

B、150℃～200℃的升温斜率5～10℃/min，用时5～10分钟，真空度控制在200Pa以内；

C、200℃～260℃的升温斜率3～6℃/min，用时10～20分钟，真空度控制在800Pa以内；

D、260℃～320℃的升温斜率0.3～1℃/min，用时60～200分钟，真空度控制在800Pa以内；

E、320℃～360℃的升温斜率0.2～0.5℃/min，用时80～200分钟，真空度控制在800Pa以内；

F、360℃～450℃的升温斜率0.5～1℃/min，用时90～180分钟，真空度控制在500Pa以内；

G、450℃～600℃的升温斜率3～5℃/min，用时30～50分钟，真空度控制在300Pa以内；

H、600℃～1150℃的升温斜率5～8℃/min，用时70～110分钟，真空度控制在200Pa以内；

I、1150℃～1280℃的升温斜率1～2℃/min，用时65～130分钟，真空度控制在50Pa以内；

J、1280℃～1350℃的升温斜率2.5～3.5℃/min，用时20～28分钟，真空度控制在50Pa以内；

K、1350℃至最终温度的升温斜率3～4℃/min，真空度控制在500Pa以内；

L、最终温度保温50～90分钟，真空度控制在500Pa以内；

M、自然冷却至1000℃时充氩气快速冷却；

N、冷却到80℃以下开炉门出炉，得到硬质合金超薄圆刀片的半成品；

步骤九、研磨，将硬质合金超薄圆刀片半产品转入研磨装置中进行研磨后得成品。

优选地，步骤三中酒精回收装置包括气固分离器、冷凝器、暂存罐、真空泵和冷冻水机构；气固分离器底部设置有固体收集罐，并在其项部与真空干燥炉通过管道连接；冷凝器为夹层罐体结构，其内部的顶部通过管道与气固分离器连接，其内部的底部与暂存罐通过管道连接；暂存罐通过管道与真空泵连接；冷凝器的夹层顶部和底部分别通过管道与冷冻水机构出水口和进水口连接，并形成循环的水路；步骤六中的水淋式石墨回收装置包括本体，本体呈L形箱式结构，包括相连通的侧箱体和底箱体，侧箱体设置有吸气口、喷雾嘴、分层板；底箱体设置有过滤机构、石墨收集机构和筛网，其中：侧箱体顶部通过吸气口与吸尘器连接，分层板有4块，呈倒M形固定在侧箱体左右两侧板的内侧；喷雾嘴分为上、中、下三组，上下两组固定在侧箱体左侧板的内侧、中间一组固定在侧箱体右侧板的内侧；水泵一端通过管道与底箱体底部左侧设置的过滤机构连接，另一端与三组喷雾嘴通过管道连通；石墨收集机构设置在底箱体底部右侧，筛网固定在底箱体的上表面。

优选地，步骤七的石墨平板舟皿架包括N个石墨平板舟皿和垫块，石墨平板舟皿为方形板状结构，选用二浸三焙的高纯石墨做成无边的平板舟皿，N个石墨平板舟皿分层叠加成石墨平板舟皿架，每2个石墨平板舟皿之间用4个相同厚度的垫块支撑。

优选地，步骤六的石墨平板舟皿平整度小于0.1mm、厚度为5～7mm；垫块用废旧石墨平板舟皿或边角料制作，用不同的形状代表不同的高度，长、宽单边不小于5mm，不大于20mm，垫块在石墨平板舟皿架中，上下保持在一条直线上。

优选地，步骤九研磨过程中使用超薄刀片吸附机构将硬质合金超薄圆刀片半产品吸附后转入研磨装置中的多用磨床进行加工；超薄圆刀片吸附机构包括圆板状连接套、锥柄、锥套、轴承座、轴承、连接管、固气分离器和第二真空泵，其中：圆板状连接套右侧呈阶梯孔状结构，锥柄呈厚壁管状；锥柄左端完全嵌入并焊接在圆板状连接套右侧阶梯孔内，两者的内孔大小相同并连通；锥套呈带有圆形空腔的厚壁筒状结构，锥柄右半部分从锥套的左端插入到锥套的圆形空腔内部，并与锥套的圆形空腔紧配连接；锥套的右端空腔为喇叭口状空腔，与轴承座圆台状结构相配合固定连接，轴承固定在轴承座内；连接管一端与轴承的隔套固定连接，另一端与第二真空泵通过管道连接；圆板状连接套左端设置有圆形吸附靠模，圆形吸附靠模与圆板状连接套之间有圆形间隙，圆形吸附靠模表面均匀设置有N个与圆形间隙相通的圆形吸附孔。

优选地，圆形吸附孔设置有12个，每6个以圆形吸附靠模的圆心为同心均匀排列组成两个同心圆；同心的圆形吸附孔之间设置有弧形凹槽，连接一起形成两个与圆形吸附靠模同心的圆形凹槽；连接管和第二真空泵从左向右还依次设置有三通开关和固气分离器，并用管道依次连接。

优选地，步骤六的处理石墨平板舟皿的专用涂料各自的重量份为：PEG4000 10～20；石墨乳10～20；高耐磨碳黑10～20；超细氧化铝5～10；吐温80占5-10；纯净水30～50；制作过程为：先将PEG4000溶解于纯净水中，再将其它组分依次加到PEG4000溶解液中搅拌混合均匀即可。

优选地，步骤八中A～G步骤的的真空-温度曲线的载气为氩气，氩气流量为0.5～1.2L/min；烧结装置连接有石蜡回收装置，石蜡回收装置包括冷凝机构和两级收蜡装置，其中：冷凝装置与两级收蜡装置在真空烧结一体炉炉体外部通过管道连通。

优选地，步骤三中的冷冻水机构处理水的温度在1～5℃。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，酒精回收装置通过真空泵的使用为整个酒精回收装置提供了负压系统，冷冻水机构的设置使冷凝器完全完成了酒精的液化，避免酒精挥发性气体进入真空泵而损坏真空泵中；气固分离器将吸入的少量料浆进行分离，避免固体物料进入冷凝器，整个装置结构合理，容易操作，既达到了将酒精完全回收循环利用降低成本的目的，又保证了真空泵的使用寿命；石墨平板舟皿在水淋式石墨回收装置的筛网上作为操作台对石墨平板舟皿表面的石墨粉进行处理，吸尘器为水淋式石墨回收装置提供了负压，将处理的石墨粉尘吸入到整个装置中，倒M形分层板和喷雾嘴的组合使石墨粉尘完全被水冲入到本体底部，水泵和过滤机构的组合使整个装置的水进行循环使用，石墨收集机构将冲入到本体底部的石墨进行回收利用，整个装置有效的避免了石墨粉尘对人体呼吸系统的危害和对环境的污染，并将石墨进行回收再利用，降低了整个工艺的生产成本；因为真空烧结一体炉的工作箱是长方形的，现有技术的带边圆舟比本发明的石墨平板舟皿水平空间浪费要大，而且，现有技术因为带边舟皿底部都有1mm的定位台阶，带边舟皿边的高度至少还要比产品高出1mm，造成空间的浪费；还有带边舟皿要根据产品的高度和大小，定制不同规格的舟皿，要么舟皿占用大，操作也麻烦，要么烧结炉垂直空间浪费大，而本发明的石墨平板舟皿，除平面摆放产品的空间大很多外，更重要的是通用性强，石墨平板舟皿的规格按照烧结炉内工作箱的有效空间和产品规格选择，厚度控制在5～7mm，相比圆舟节省一半左右的石墨材料，只要带边平面舟皿能摆放的产品都可以摆放，无需定制不同规格的舟皿，只要用废旧石墨舟皿等制成与产品等高的垫块即可，既减少舟皿占用又节省垂直空间，废料利用，减少浪费，节约成本；本发明相比现有技术的带边舟皿可以增加单炉产量20％左右，现有技术增加硬质合金产量要靠增加烧结炉，而烧结炉一台至少几十万，多则上千万，使用本发明，可以减少设备的巨额投资，节省成本，提高市场竞争力；

(2)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，烧结装置中真空-温度曲线的设定，采用缓慢的升温斜率符合石蜡在硬质合金超薄圆刀片半成品中排除的峰值曲线；在其它各阶段也采用了不同的升温斜率，能确保石蜡气体依次匀速的从硬质合金超薄圆刀片半成品中缓慢排出，有效的保障了硬质合金超薄圆刀片不会因石蜡气体急剧排出引起起皮、裂纹、变形等，稳定了质量，降低了废品率，节省了成本；

(3)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，石蜡回收系统能有效的回收石蜡，并能有效的减少石蜡气体对炉膛和真空设备的污染，而且载气为氩气，氩气的惰性能保障设备的正常工作和烧结炉内气氛的稳定；即保障了硬质合金超薄圆刀片半成品的质量又延长了相关设备的使用寿命，降低了设备的折扣成本；氩气流量的控制保障了炉内真空度和氩气氛围；炉体外部有两级收蜡装置，能够提高抽真空和除蜡效率，提高石蜡回收率，回收率可达97％以上；

(4)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，超薄圆刀片吸附机构的使用解决了对硬质合金超薄圆刀片研磨时不容易固定的难题，该超薄刀片吸附机构尤其适用于无磁硬质合金超薄圆刀片的吸附；

(5)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，三通开关的设置让研磨工序的控制更为容易；圆形吸附孔数量的限定，适用于硬质合金超圆薄刀的通用规格；弧形凹槽的设置使吸附更为稳定；固气分离器的设置避免杂质被吸入第二真空泵影响其使用寿命；

(6)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，石墨平板舟皿使用前进行前处理，在真空炉内升温到1500℃煅烧，保温3～5个小时，一方面将石墨平板舟皿内会影响硬质合金质量的铁、铜、铝等杂质成分挥发，另一方面经过专用涂料刷涂后，烧结完毕后硬质合金超薄刀容易起料；在专用处理箱中铲除，既可以将石墨粉进行回收，又可以避免石墨粉尘对人体造成危害和对环境造成污染；

(7)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，在石墨平板舟皿的表面用配方和制作方法制作的专用涂料进行刷涂后，由于该专用涂料适应性强，既适合橡胶工艺也适合石蜡工艺，能烧结所有硬质合金产品，不会引起产品的渗碳、脱碳或变形报废，有效避免了因涂料的原因造成硬质合金超薄圆刀片产品报废；

(8)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，高纯石墨平板舟皿由于硬度高，平整度小(平整度小于0.1mm，圆形舟皿工作面平整度很难达到)，硬质合金超薄圆刀片烧结后不会变形和发生渗碳和脱碳的问题，比现有技术用的普通石墨，杂质含量少，强度高，对合金的质量和舟皿的使用寿命都有好处；垫块上下保持在一条直线上；石墨平板舟皿架是垫块支撑上去的，合金产品四周是敞开的，成型剂排出时畅通无阻，成型剂气体不会在合金表面停留，有利于提高产品质量；而现有技术的带边舟皿装炉时，是边与边叠加上去的，也就是说硬质合金产品是密闭在舟皿里面的，烧结排除成型剂时，排出的成型剂气体还要从石墨舟皿的气孔排走，合金制品中排出的气体不能及时排走，很容易造成产品渗碳或脱碳的质量问题；垫块用废旧石墨平板舟皿或边角料制作，降低了生产成本；用不同的形状代表不同的高度，便于出炉后产品的分类处理；长、宽单边不小于5mm，不大于20mm，适应各种硬质产品的厚度；制作时按规格裁料后，平磨即可，相比现有技术要节省石墨材料，减少石墨灰粉对环境的污染，而现有技术的带边舟皿要按带边的规格裁料后，将边的中间部分，上铣床铣去，铣出来的石墨灰粉造成浪费，而且对环境污染很大；

(9)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，冷冻水机构处理水的温度在1～5℃；能够保证冷凝器的冷凝效果，让酒精完全液化，避免系统内有酒精蒸气被真空泵抽走造成浪费，并影响真空泵的使用寿命；

(10)本发明的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，能够提高生产效率50％以上，对于相同的产能，可以减少设备投资；各装置的回收综合利用装置，可以节省能源，减低生产成本，增强市场竞争力。

附图说明

图1为本发明的各装置位置关系图；

图2为本发明的酒精回收装置示意图；

图3为本发明的水淋式石墨回收装置示意图；

图4为本发明的石墨平板舟皿架示意图；

图5为本发明的石墨平板舟皿俯视图；

图6为本发明的超薄圆刀片吸附机构示意图；

图7为本发明的超薄刀片吸附机构中圆形吸附靠模结构示意图。

图中标号说明：1、球磨机混合装置；2、干燥装置；3、冲压装置；4、石墨平板舟皿装置；5、烧结装置；6、研磨装置；21、气固分离器；22、冷凝器；23、暂存罐；24、真空泵；25、冷冻水机构；26、固体收集罐；41、吸气口；42、水泵；43、喷雾嘴；44、分层板；45、过滤机构；46、石墨收集机构；47、筛网；48、石墨平板舟皿；49、垫块；50、硬质合金超薄圆刀片；61、圆板状连接套；62、锥柄；63、锥套；64、轴承座；65、轴承；66、连接管；67、固气分离器；68、第二真空泵；69、三通开关；610、圆形吸附靠模；611、圆形吸附孔；612、弧形凹槽；631、喇叭口状空腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，如图1所示，所用装置包括球磨机混合装置1、干燥装置2、冲压装置3、石墨平板舟皿装置4、烧结装置5和研磨装置6，干燥装置2连接有酒精回收装置；石墨平板舟皿装置4包括石墨平板舟皿处理机构和石墨平板舟皿架；烧结装置5包括真空-温度曲线控制机构；研磨装置6包括超薄刀片吸附机构，其中：如图2所示，酒精回收装置包括气固分离器21、冷凝器22、暂存罐23、真空泵24和冷冻水机构25，其中：气固分离器21底部设置有固体收集罐26，并在其项部与真空干燥炉通过管道连接；冷凝器22为夹层罐体结构，其内部的顶部通过管道与气固分离器21连接，其内部的底部与暂存罐23通过管道连接；暂存罐23通过管道与真空泵24连接；冷凝器22的夹层顶部和底部分别通过管道与冷冻水机构25出水口和进水口连接，并形成循环的水路，冷冻水机构25处理水的温度在1℃；石墨平板舟皿处理机构包括水淋式石墨回收装置，水淋式石墨回收装置包括本体，如图3所示，本体呈L形箱式结构，包括相连通的侧箱体和底箱体，侧箱体设置有吸气口41、喷雾嘴43、分层板44；底箱体设置有过滤机构45、石墨收集机构46和筛网47，其中：侧箱体顶部通过吸气口41与吸尘器连接，分层板44有4块，呈倒M形固定在侧箱体左右两侧板的内侧；喷雾嘴43分为上、中、下三组，上下两组固定在侧箱体左侧板的内侧、中间一组固定在侧箱体右侧板的内侧；水泵42一端通过管道与底箱体底部左侧设置的过滤机构45连接，另一端与三组喷雾嘴通过管道连通；石墨收集机构46设置在底箱体底部右侧，筛网47固定在底箱体的上表面；石墨平板舟皿架包括N个石墨平板舟皿48和垫块49，石墨平板舟皿48为方形板状结构，N个石墨平板舟皿48分层叠加成石墨平板舟皿架，每2个石墨平板舟皿48之间用4个相同厚度的垫块49支撑；如图6、图7所示，超薄圆刀片吸附机构包括圆板状连接套61、锥柄62、锥套63、轴承座64、轴承65、连接管66、固气分离器67和第二真空泵68，其中：圆板状连接套61右侧呈阶梯孔状，锥柄62呈厚壁管状；锥柄62左端完全嵌入并焊接在圆板状连接套61右侧阶梯孔上，两者的内孔大小相同并连通；锥套63呈带有圆形空腔的厚壁筒状结构，锥柄62右半部分从锥套63的左端插入到锥套63的圆形空腔内部，并与锥套63紧配连接；锥套63的右端空腔为喇叭口状空腔631，与轴承座64圆台状结构相配合固定连接，轴承65固定在轴承座64内；连接管66一端与轴承65的隔套固定连接，另一端与第二真空泵68通过管道连接；圆板状连接套61左端设置有圆形吸附靠模610，圆形吸附靠模610与圆板状连接套61之间有圆形间隙，圆形吸附靠模610表面均匀设置有12个与圆形间隙相通的圆形吸附孔611，每6个以圆形吸附靠模610的圆心为同心均匀排列组成两个同心圆；同心的圆形吸附孔611之间设置有弧形凹槽611，连接一起形成两个与圆形吸附靠模610同心的圆形凹槽；连接管66和第二真空泵68还从左向右还依次设置有三通开关69和固气分离器67，并用管道依次连接，该超薄刀片吸附机构尤其适用于无磁硬质合金超薄圆刀片的吸附；石墨平板舟皿48和垫块49由二浸三焙的高纯石墨制作而成。

本实施例一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，在具体工作过程中，执行以下步骤：

步骤一、配料：将硬质合金超薄圆刀片原料的各种粉料：碳化钨、球形钴粉和碳化铬按配方配制；

步骤二、球磨机混合装置1：

A、在球磨机混合装置1中按重量配比加入99％纯度的酒精、58号石蜡成型剂和步骤一配制好的粉料；

B、启动球磨机，在球磨机内球棒的作用下，打磨并混合均匀成料浆；

步骤三、干燥：将料浆转入干燥装置2中进行干燥，干燥后呈不规则颗粒状，干燥装置2外接酒精回收装置将酒精进行回收，重复利用；

步骤四、擦筛：将干燥后的颗粒状物料进行擦筛后呈60目粉末状；

步骤五、冲压：将粉末状物料按产品重量及规格要求用冲压装置3冲压成型呈片状；

步骤六、石墨平板舟皿装置4的前处理：石墨平板舟皿48选用二浸三焙的高纯石墨做成无边的平板舟皿，规格是400mm*400mm*6mm，平整度0.08mm、形状为方形、密度为1.9吨/立方米：

A、将石墨平板舟皿48表面石墨粉在水淋式石墨回收装置中铲除；

B、在真空炉内升温到1500℃煅烧，保温3个小时；

C、冷却：将煅烧保温后的石墨平板舟皿48冷却至室温；

D、涂料制作：称取PEG4000为1公斤，石墨乳2公斤，高耐磨碳黑2公斤，超细氧化铝1公斤，吐温80占0.5公斤，纯净水3公斤；先将PEG4000溶解于纯净水中，再将其它组分依次加到PEG4000溶解液中搅拌混合均匀即可；

E、刷涂料：在石墨平板舟皿48的表面刷一层D步骤的专用涂料；

步骤七、层叠：将步骤五冲压后的片状物料的产品规格是￠380mm*￠200*6mm的20件、320mm*320mm*5.0mm的30件、180mm*180mm*3.0mm的200件、150mm*150mm*2.0mm的100件、70mm*70mm*2.0mm的200件，如图4所示，放入步骤六处理好的石墨平板舟皿48的上表面，然后分层叠加成石墨平板舟皿架，每层之间用垫块49隔层，分别用规格为￠6mm*6mm、8mm*8mm*5mm、6mm*4mm*3mm、￠6mm*2mm、￠8mm*2mm的垫块49，垫块49上下保持在一条直线上，垫块49用废旧石墨平板舟皿或边角料制作；

步骤八、烧结，将层叠好的物料转入烧结装置5的真空烧结一体炉中进行烧结，烧结炉的工作箱规格是1200mm*400mm*400mm；设置有石蜡回收装置，石蜡回收系统包括冷凝机构和在炉体外部的两级收蜡装置，其中：冷凝机构与两级收蜡装置通过管道连通，烧结装置5的真空-温度曲线控制机构执行以下真空-温度曲线：

A、0℃～150℃的升温斜率10℃/min，用时15分钟，真空度控制在50Pa以内，载气为氩气，氩气流量1.2L/min；

B、150℃～200℃的升温斜率5℃/min，用时10分钟，真空度控制在200Pa以内，载气为氩气，氩气流量1.2L/min；

C、200℃～260℃的升温斜率3℃/min，用时20分钟，真空度控制在500Pa～800Pa，载气为氩气，氩气流量1.2L/min；

D、260℃～320℃的升温斜率0.6℃/min，用时100分钟，真空度控制在500Pa～800Pa，载气为氩气，氩气流量1.2L/min；

E、320℃～360℃的升温斜率0.4℃/min，用时100分钟，真空度控制在500Pa～800Pa，载气为氩气，氩气流量1.2L/min；

F、360℃～450℃的升温斜率1℃/min，用时90分钟，真空度控制在300Pa～500Pa，载气为氩气，氩气流量1.2L/min；

G、450℃～600℃的升温斜率3℃/min，用时50分钟，真空度控制在100Pa～300Pa，载气为氩气，氩气流量1.2L/min；

H、600℃～1150℃的升温斜率6.875℃/min，用时80分钟，真空度控制在200Pa以内，载气为氩气，氩气流量1.2L/min；

I、1150℃～1280℃的升温斜率1.625℃/min，用时80分钟，真空度控制在50Pa以内；

J、1280℃～1350℃的升温斜率3.5℃/min，用时20分钟，真空度控制在50Pa以内；

K、1350℃～1440℃的升温斜率3℃/min，用时30分钟，真空度控制在500Pa以内；

L、1440℃保温50分钟，真空度控制在500Pa以内；

M、自然冷却至1000℃时充氩气快速冷却；

N、出炉，冷却到80℃以下开炉门出炉，如图5所示，得到本实施例的硬质合金超薄圆刀片50的半成品；

步骤九、研磨，将硬质合金超薄圆刀片半产品转入研磨装置6中进行研磨，研磨过程中使用超薄刀片吸附机构中的吸附板将硬质合金超薄圆刀片半产品吸附后转入研磨装置6中的多用磨床进行加工；

整个生产过程历时14小时左右，由于使用了专用涂料，真空烧结一体炉烧结完毕后出料十分容易，出炉产品有1片70mm*70mm*2.0mm的有裂纹，从裂纹的状态判断是压制时的机械裂纹，其它全部合格，生产的硬质合金超薄圆刀片：密度D＝14.08吨/立方米；硬度HRA＝90；强度TRS＝3500；金相A02B00C00E00；用本实施例的真空烧结一体炉一炉就可以装完550件石墨平板舟皿架上的物料，而用现有技术的舟皿只能装不超过三分之二的产品；整个系统石蜡回收率是97.39％，炉膛内没有石蜡凝结现象；酒精回收率94.6％；回收石墨590克，避免了石墨粉尘对人体的危害和环境的污染；生产的硬质合金超薄圆刀片表面粗糙度0.025μm、光洁度0.02μm；刀刃的刀口角度15度、锋口刀口宽度2.83mm，经检验，纵切三瓦棱纸箱140吨没有蹦口，刀口角度保持在15度、锋口刀口宽度2.79mm，稍有变化，说明本实施例的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺生产的硬质合金超薄圆刀片在较恶劣环境下刀具也有优良切削效果和超强的使用寿命。

实施例2

本实施例一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，基本装置同实施例1，不同之处在于：冷冻水机构25处理水的温度在4℃，具体工作过程中，执行步骤稍有不同：步骤四中擦筛后粉末状物料为180目；步骤六中石墨平板舟皿煅烧中保温5个小时，规格为450mm*450mm*6mm和450mm*300mm*7mm两种规格，专用涂料各自的重量份为：PEG4000为1.5公斤，石墨乳1公斤，高耐磨碳黑1.5公斤，超细氧化铝0.5公斤，吐温80为0.9公斤，纯净水4公斤；步骤七中要烧结的硬质合金半成品的规格是320mm*320mm*2.0mm的40件、180mm*180mm*3.0mm的200件、150mm*150mm*5.0mm的100件、70mm*70mm*6.0mm的200件，用报废舟皿或舟皿边角料做成石墨垫块规格是：￠6mm*2mm、6mm*4mm*3mm、8mm*8mm*5mm、￠6mm*6mm；步骤八中真空烧结一体炉的工作箱规格是：1200mm*450mm*450mm，烧结装置5的真空-温度曲线控制机构执行以下真空-温度曲线：

A、0℃～150℃的升温斜率15℃/min，用时10分钟，真空度控制在50Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.7L/min；

B、150℃～200℃的升温斜率10℃/min，用时5分钟，真空度控制在200Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.7L/min；

C、200℃～260℃的升温斜率5℃/min，用时12分钟，真空度控制在300Pa～500Pa，载气为氩气，氩气流量0.7L/min；

D、260℃～320℃的升温斜率0.3℃/min，用时200分钟，真空度控制在300Pa～500Pa，载气为氩气，氩气流量0.7L/min；

E、320℃～360℃的升温斜率0.2℃/min，用时200分钟，真空度控制在300Pa～500Pa，载气为氩气，氩气流量0.7L/min；

F、360℃～450℃的升温斜率0.5℃/min，用时180分钟，真空度控制在300Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.7L/min；

G、450℃～600℃的升温斜率5℃/min，用时30分钟，真空度控制在100Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.7L/min；

H、600℃～1150℃的升温斜率5℃/min，用时110分钟，真空度控制在200Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.7L/min；

I、1150℃～1280℃的升温斜率1℃/min，用时130分钟，真空度控制在50Pa以内；

J、1280℃～1350℃的升温斜率2.5℃/min，用时28分钟，真空度控制在50Pa以内；

K、1350℃～1440℃的升温斜率4℃/min，用时23分钟，真空度控制在500Pa以内；

L、1440℃保温70分钟，真空度控制在500Pa以内；

M、自然冷却至1000℃时充氩气快速冷却；

N、出炉，冷却到80℃以下开炉门出炉，得到本实施例的硬质合金超薄圆刀片50的半成品。

整个生产过程历时20小时左右，出炉产品无裂纹，出料十分容易专用涂料效果好，检测结果是：密度D＝14.23吨/立方米；硬度HRA＝92；强度TRS＝4300。用本实施例的真空烧结一体炉一炉就可以装完550件石墨平板舟皿架上的物料，而用现有技术的舟皿只能装不超过三分之二的产品；整个系统石蜡回收率是97.39％，炉膛内没有石蜡凝结现象；酒精回收率94.6％；回收石墨590克，避免了石墨粉尘对人体的危害和环境的污染；生产的硬质合金超薄圆刀片表面粗糙度0.025μm、光洁度0.02μm；刀刃的刀口角度15度、锋口刀口宽度2.83mm，经检验，纵切三瓦棱纸箱100吨没有蹦口，刀口角度保持在15度、锋口刀口宽度2.81mm，稍有变化，说明本实施例的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺生产的硬质合金超薄圆刀片在较恶劣环境下刀具也有优良切削效果和超强的使用寿命。

实施例3

本实施例一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，基本装置同实施例1，不同之处在具体工作过程中，执行步骤稍有不同：步骤四中擦筛后粉末状物料为120目；步骤六中石墨平板舟皿煅烧中保温3个小时，规格为450mm*450mm*6.5mm的石墨平板舟皿，专用涂料各自的重量份为：PEG4000为2.0公斤，石墨乳1.5公斤，高耐磨碳黑1公斤，超细氧化铝0.75公斤，吐温80为0.7公斤，纯净水5公斤；步骤七中要烧结的硬质合金半成品的规格是￠450mm*6.5mm的550件；用报废舟皿或舟皿边角料做成石墨垫块规格是：￠6mm*6.5mm；步骤八中真空烧结一体炉的工作箱规格是：1200mm*450mm*450mm，烧结装置5的真空-温度曲线控制机构执行以下真空-温度曲线：

A、0℃～150℃的升温斜率12℃/min，用时12.5分钟，真空度控制在50Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.5L/min；

B、150℃～200℃的升温斜率7℃/min，用时7分钟，真空度控制在200Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.5L/min；

C、200℃～260℃的升温斜率4℃/min，用时15分钟，真空度控制在300Pa～500Pa，载气为氩气，氩气流量0.5L/min；

D、260℃～320℃的升温斜率1℃/min，用时60分钟，真空度控制在300Pa～500Pa，载气为氩气，氩气流量0.5L/min；

E、320℃～360℃的升温斜率0.3℃/min，用时130分钟，真空度控制在300Pa～500Pa，载气为氩气，氩气流量0.5L/min；

F、360℃～450℃的升温斜率0.7℃/min，用时130分钟，真空度控制在300Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.5L/min；

G、450℃～600℃的升温斜率4℃/min，用时38分钟，真空度控制在100Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.5L/min；

H、600℃～1150℃的升温斜率8℃/min，用时70分钟，真空度控制在200Pa以内，载气为氩气，氩气流量0.5L/min；

I、1150℃～1280℃的升温斜率2℃/min，用时65分钟，真空度控制在50Pa以内；

J、1280℃～1350℃的升温斜率3℃/min，用时23分钟，真空度控制在50Pa以内；

K、1350℃～1500℃的升温斜率4℃/min，用时38分钟，真空度控制在500Pa以内；

L、1500℃保温90分钟，真空度控制在500Pa以内；

M、自然冷却至1000℃时充氩气快速冷却；

N、出炉，冷却到80℃以下开炉门出炉，得到本实施例的硬质合金超薄圆刀片50的半成品。

整个生产过程历时16小时左右，出炉产品无裂纹，出料十分容易专用涂料效果好，检测结果是：密度D＝13.94吨/立方米；硬度HRA＝91.5；强度TRS＝4100。用本实施例的真空烧结一体炉一炉就可以装完550件石墨平板舟皿架上的物料，而用现有技术的舟皿只能装不超过三分之二的产品；整个系统石蜡回收率是97.39％，炉膛内没有石蜡凝结现象；酒精回收率94.6％；回收石墨590克，避免了石墨粉尘对人体的危害和环境的污染；生产的硬质合金超薄圆刀片表面粗糙度0.020μm、光洁度0.015μm；刀刃的刀口角度15度、锋口刀口宽度2.83mm，经检验，纵切三瓦棱纸箱120吨没有蹦口，刀口角度保持在15度、锋口刀口宽度2.80mm，稍有变化，说明本实施例的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺生产的硬质合金超薄圆刀片在较恶劣环境下刀具也有优良切削效果和超强的使用寿命。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、配料：将硬质合金超薄圆刀片原料的各种粉料：碳化钨、球形钴粉和碳化铬按配方配制；

步骤二、球磨机混合：

A、在球磨机混合装置中按重量配比加入99％纯度的酒精、58号石蜡成型剂和步骤一配制好的粉料；

B、启动球磨机，在球磨机内球棒的作用下，打磨并混合均匀成料浆；

步骤三、干燥：将料浆转入干燥装置中进行干燥，干燥后呈不规则颗粒状，干燥装置外接酒精回收装置将酒精进行回收，重复利用；

步骤四、擦筛：将干燥后的颗粒状物料进行擦筛后呈60目粉末状；

步骤五、冲压：将粉末状物料按产品重量及规格要求用冲压装置冲压成型呈片状；

步骤六、石墨平板舟皿装置的前处理：

A、将石墨平板舟皿表面石墨粉在水淋式石墨回收装置中铲除；

B、在真空炉内升温到1500℃煅烧，保温3～5个小时；

C、冷却：将煅烧保温后的石墨平板舟皿冷却至室温；

D、涂料制作：按配方称取PEG4000，石墨乳，高耐磨碳黑，超细氧化铝，吐温80，纯净水；先将PEG4000溶解于纯净水中，再将其它组分依次加到PEG4000溶解液中搅拌混合均匀即可；

E、刷涂料：在石墨平板舟皿的表面刷一层D步骤的专用涂料；

步骤七、层叠：将步骤五冲压后的片状物料的产品，放入步骤六处理好的石墨平板舟皿的上表面，然后分层叠加成石墨平板舟皿架，每层之间用垫块隔层；

步骤八、烧结，将层叠好的物料转入烧结装置的真空烧结一体炉中进行烧结，烧结装置的真空-温度曲线控制机构执行以下真空-温度曲线：

A、0℃～150℃的升温斜率10～15℃/min，用时10～15分钟，真空度控制在50Pa以内；

B、150℃～200℃的升温斜率5～10℃/min，用时5～10分钟，真空度控制在200Pa以内；

C、200℃～260℃的升温斜率3～6℃/min，用时10～20分钟，真空度控制在800Pa以内；

D、260℃～320℃的升温斜率0.3～1℃/min，用时60～200分钟，真空度控制在800Pa以内；

E、320℃～360℃的升温斜率0.2～0.5℃/min，用时80～200分钟，真空度控制在800Pa以内；

F、360℃～450℃的升温斜率0.5～1℃/min，用时90～180分钟，真空度控制在500Pa以内；

G、450℃～600℃的升温斜率3～5℃/min，用时30～50分钟，真空度控制在300Pa以内；

H、600℃～1150℃的升温斜率5～8℃/min，用时70～110分钟，真空度控制在200Pa以内；

I、1150℃～1280℃的升温斜率1～2℃/min，用时65～130分钟，真空度控制在50Pa以内；

J、1280℃～1350℃的升温斜率2.5～3.5℃/min，用时20～28分钟，真空度控制在50Pa以内；

K、1350℃至最终温度的升温斜率3～4℃/min，真空度控制在500Pa以内；

L、最终温度保温50～90分钟，真空度控制在500Pa以内；

M、自然冷却至1000℃时充氩气快速冷却；

N、冷却到80℃以下开炉门出炉，得到硬质合金超薄圆刀片的半成品；

步骤九、研磨，将硬质合金超薄圆刀片半产品转入研磨装置中进行研磨后得成品。

2.根据权利要求1所述的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，其特征在于：所述步骤三中酒精回收装置包括气固分离器、冷凝器、暂存罐、真空泵和冷冻水机构；所述的气固分离器底部设置有固体收集罐，并在其项部与真空干燥炉通过管道连接；所述的冷凝器为夹层罐体结构，其内部的顶部通过管道与气固分离器连接，其内部的底部与暂存罐通过管道连接；所述的暂存罐通过管道与真空泵连接；所述的冷凝器的夹层顶部和底部分别通过管道与冷冻水机构出水口和进水口连接，并形成循环的水路；

所述步骤六中的水淋式石墨回收装置包括本体，所述的本体呈L形箱式结构，包括相连通的侧箱体和底箱体，侧箱体设置有吸气口、喷雾嘴、分层板；底箱体设置有过滤机构、石墨收集机构和筛网，其中：所述的侧箱体顶部通过吸气口与吸尘器连接，所述的分层板有4块，呈倒M形固定在侧箱体左右两侧板的内侧；所述的喷雾嘴分为上、中、下三组，上下两组固定在侧箱体左侧板的内侧、中间一组固定在侧箱体右侧板的内侧；水泵一端通过管道与底箱体底部左侧设置的过滤机构连接，另一端与三组喷雾嘴通过管道连通；所述的石墨收集机构设置在底箱体底部右侧，所述的筛网固定在底箱体的上表面。

3.根据权利要求1或2所述的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，其特征在于：所述步骤七的石墨平板舟皿架包括N个石墨平板舟皿和垫块，所述的石墨平板舟皿为方形板状结构，选用二浸三焙的高纯石墨做成无边的平板舟皿，N个石墨平板舟皿分层叠加成石墨平板舟皿架，每2个石墨平板舟皿之间用4个相同厚度的垫块支撑。

4.根据权利要求3所述的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，其特征在于：所述步骤六的石墨平板舟皿平整度小于0.1mm、厚度为5～7mm；所述的垫块用废旧石墨平板舟皿或边角料制作，用不同的形状代表不同的高度，长、宽单边不小于5mm，不大于20mm，垫块在石墨平板舟皿架中，上下保持在一条直线上。

5.根据权利要求3所述的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，其特征在于：所述的步骤九研磨过程中使用超薄刀片吸附机构将硬质合金超薄圆刀片半产品吸附后转入研磨装置中的多用磨床进行加工；所述的超薄圆刀片吸附机构包括圆板状连接套、锥柄、锥套、轴承座、轴承、连接管、固气分离器和第二真空泵，其中：所述的圆板状连接套右侧呈阶梯孔状结构，所述的锥柄呈厚壁管状；锥柄左端完全嵌入并焊接在圆板状连接套右侧阶梯孔内，两者的内孔大小相同并连通；所述的锥套呈带有圆形空腔的厚壁筒状结构，所述的锥柄右半部分从锥套的左端插入到锥套的圆形空腔内部，并与锥套的圆形空腔紧配连接；锥套的右端空腔为喇叭口状空腔，与轴承座圆台状结构相配合固定连接，所述的轴承固定在轴承座内；所述的连接管一端与轴承的隔套固定连接，另一端与第二真空泵通过管道连接；所述的圆板状连接套左端设置有圆形吸附靠模，圆形吸附靠模与圆板状连接套之间有圆形间隙，圆形吸附靠模表面均匀设置有N个与圆形间隙相通的圆形吸附孔。

6.根据权利要求5所述的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，其特征在于：所述的圆形吸附孔设置有12个，每6个以圆形吸附靠模的圆心为同心均匀排列组成两个同心圆；同心的圆形吸附孔之间设置有弧形凹槽，连接一起形成两个与圆形吸附靠模同心的圆形凹槽；所述的连接管和第二真空泵从左向右还依次设置有三通开关和固气分离器，并用管道依次连接。

7.根据权利要求5所述的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，其特征在于：所述步骤六的处理石墨平板舟皿的专用涂料各自的重量份为：PEG4000 10～20；石墨乳10～20；高耐磨碳黑10～20；超细氧化铝5～10；吐温80占5-10；纯净水30～50；制作过程为：先将PEG4000溶解于纯净水中，再将其它组分依次加到PEG4000溶解液中搅拌混合均匀即可。

8.根据权利要求7所述的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，其特征在于：所述步骤八中A～G步骤的的真空-温度曲线的载气为氩气，氩气流量为0.5～1.2L/min；所述的烧结装置连接有石蜡回收装置，所述的石蜡回收装置包括冷凝机构和两级收蜡装置，其中：冷凝装置与两级收蜡装置在所述的真空烧结一体炉炉体外部通过管道连通。

9.根据权利要求7所述的一种硬质合金超薄圆刀片生产工艺，其特征在于：所述步骤三中的冷冻水机构处理水的温度在1～5℃。