CN106702248A - 耐腐蚀抗edm加工开裂的混晶硬质合金及制造方法 - Google Patents

耐腐蚀抗edm加工开裂的混晶硬质合金及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及硬质合金制造技术，特别涉及一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金及制造方法。本发明的耐腐蚀抗EDM加工开裂的高性能混晶硬质合金由以下质量百分比的原料组成：复合硬质相：25～50％粒径为0.4～0.8μm的WC和35～60％粒径为1.0～2.5μm的WC；粘结相：10～15％的Co；耐腐蚀添加剂：0.05～0.3％的Re；抑制剂：0.1～0.5％的Ta，经过配料、球磨、制毛坯、烧结工艺制成。优点：硬质合金耐腐蚀性强，抗EDM加工开裂特性较好，质量稳定，制造方法方便可靠。

Description

耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金及制造方法
技术领域
本发明涉及涉及硬质合金制造技术，特别涉及一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金及制造方法。
背景技术
现今随着航空航天、汽车、电子、机电等行业对模具精度和使用要求的不断提高，硬质合金高硬度、高强度的优点受到各模具行业的亲睐，越来越多模具中的主要工作部分都已经采用硬质合金来代替原本的模具钢(例如一套级进模中硬质合金材料代替模具钢的重量有上百公斤)，这些硬质合金材料都需要依靠EDM加工来最终成型，这就使得模具厂家对所使用的合金材料要求非常苛刻，相应的EDM加工过程中合金材料因被加工电流和冷却液腐蚀掉而影响模具精度，加工过程中合金材料开裂导致整套模具报废成为了急需解决的问题。目前，国内硬质合金EDM加工板材主要牌号为YG12、YG13、YG15等，该类牌号在生产过程中，均采用传统单一规格的WC粉末+Co生产，没有考虑EDM加工过程中电流和冷却液对合金材料的腐蚀及加工时容易开裂现象，单一粉末的缺点是无法兼使该材料同时具备高强度高硬度的特点，即不能使产品同时具备耐磨又耐冲击的特点；而粘结成分仅仅为钴一种元素，钴的抗氧化性与抗腐蚀性能较差，导致合金材料在EDM加工中容易出现腐蚀及开裂等缺陷；同时，在高温下，WC晶粒溶解于液相钴中，容易导致WC晶粒异常长大。随着EDM加工硬质合金板材使用范围的扩大，以及其在各种环境中的应用，国内硬质合金很难达到使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金及制造方法，有效的克服了现有技术的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金，由以下质量百分比的原料组成：
复合硬质相：25～50％粒径为0.4～0.8μm的WC和35～60％粒径为1.0～2.5μm的WC；
粘结相：10～15％的Co；
耐腐蚀添加剂：0.05～0.3％的Re；
抑制剂：0.1～0.5％的Ta。
本发明的有益效果是：硬质合金耐腐蚀性腔，抗EDM加工开裂特性较好，质量稳定。
还提供一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金的制造方法，包括以下步骤：
步骤1)配料，具体为，按照所述的质量百分比取料进行混合，并通过成型剂成型；
步骤2)球磨，具体为，将步骤1)得到的混合料加入介质进行球磨；
步骤3)制毛坯，具体为，将步骤2)得到的原料压制成毛坯料；
步骤4)烧结，具体为，将步骤3)得到的毛坯料在烧结炉中进行烧结
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤1)中的复合硬质相混合前预先经高温还原及高温碳化处理。
进一步，所述步骤1)中成型剂为石蜡。
进一步，所述步骤2)中介质为酒精。
进一步，所述步骤4)中采用热等静压法进行烧结。
进一步，所述步骤4)中烧结温度为1390-1430℃，烧结时长为60～90分钟。
上述制造方法的有益效果是工艺简单，制造的硬质合金质量稳定，方便、可靠。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一：
本实施例的耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金由主要成分为：经高温还原高温碳化的两种不同粒度的WC作为复合硬质相、Co作为粘结金属(粘结相)、Re作为耐腐蚀微量元素(耐腐蚀添加剂)、Ta作为抗EDM加工开裂及防止晶粒长大的微量元素组成(拟制相)，各成分质量百分含量为：
将上述粉末按配比混合，并加入石蜡成型，并在混合料中加入酒精介质进行球磨，然后将得到混合料压制成毛坯进行热等静压(HIP)烧结，烧结温度为1430℃，保温60分钟，即得到本发明中的耐腐蚀抗EDM加工开裂混晶硬质合金材料。
实施例二：
本实施例的耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金由主要成分为：经高温还原高温碳化的两种不同粒度的WC作为复合硬质相、Co作为粘结金属(粘结相)、Re作为耐腐蚀微量元素(耐腐蚀添加剂)、Ta作为抗EDM加工开裂及防止晶粒长大的微量元素组成(拟制相)，各成分质量百分含量为：
将上述粉末按配比混合，并加入石蜡成型，并在混合料中加入酒精介质进行球磨，然后将得到混合料压制成毛坯进行热等静压(HIP)烧结，烧结温度为1420℃，保温70分钟，即得到本发明中的耐腐蚀抗EDM加工开裂混晶硬质合金材料。
实施例三：
本实施例的耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金由主要成分为：经高温还原高温碳化的两种不同粒度的WC作为复合硬质相、Co作为粘结金属(粘结相)、Re作为耐腐蚀微量元素(耐腐蚀添加剂)、Ta作为抗EDM加工开裂及防止晶粒长大的微量元素组成(拟制相)，各成分质量百分含量为：
将上述粉末按配比混合，并加入石蜡成型，并在混合料中加入酒精介质进行球磨，然后将得到混合料压制成毛坯进行热等静压(HIP)烧结，烧结温度为1410℃，保温80分钟，即得到本发明中的耐腐蚀抗EDM加工开裂混晶硬质合金材料。
实施例四：
本实施例的耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金由主要成分为：经高温还原高温碳化的两种不同粒度的WC作为复合硬质相、Co作为粘结金属(粘结相)、Re作为耐腐蚀微量元素(耐腐蚀添加剂)、Ta作为抗EDM加工开裂及防止晶粒长大的微量元素组成(拟制相)，各成分质量百分含量为：
将上述粉末按配比混合，并加入石蜡成型，并在混合料中加入酒精介质进行球磨，然后将得到混合料压制成毛坯进行热等静压(HIP)烧结，烧结温度为1390℃，保温90分钟，即得到本发明中的耐腐蚀抗EDM加工开裂混晶硬质合金材料。
采用上述技术方案的耐腐蚀抗EDM加工开裂混晶硬质合金材料：通过加入微量元素Re使其均匀分散在合金材料中，加工时在合金材料表面形成一层Re的氧化物，从而提高合金材料在EDM加工中耐电流冲击和冷却液的腐蚀性。加入Ta元素能提高合金材料的耐高温红硬性，从而解决合金材料EDM加工开裂问题，同时Ta还能起到印制WC晶粒异常长大的作用。通过调整WC的晶粒搭配，使小尺寸WC与大尺寸WC的比例达到最佳搭配效果，从而使制造出的材料更加的致密，而微小晶粒通过弥补大晶粒之间的空隙，进一步提高了板材抗应力撕裂能力，防止加工开裂。这种搭配效果因为原始WC的颗粒大小以及比例不同而不同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：
复合硬质相：25～50％粒径为0.4～0.8μm的WC和35～60％粒径为1.0～2.5μm的WC；
粘结相：10～15％的Co；
耐腐蚀添加剂：0.05～0.3％的Re；
抑制剂：0.1～0.5％的Ta。
2.一种如权利要求1所述的耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金的制作方法，包括以下步骤：
步骤1)配料，具体为，按照所述的质量百分比取料进行混合，并通过成型剂成型；
步骤2)球磨，具体为，将步骤1)得到的混合料加入介质进行球磨；
步骤3)制毛坯，具体为，将步骤2)得到的原料压制成毛坯料；
步骤4)烧结，具体为，将步骤3)得到的毛坯料在烧结炉中进行烧结。
3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金的制作方法，其特征在于：所述步骤1)中的复合硬质相混合前预先经高温还原及高温碳化处理。
4.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金的制作方法，其特征在于：所述步骤1)中成型剂为石蜡。
5.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金的制作方法，其特征在于：所述步骤2)中介质为酒精。
6.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金的制作方法，其特征在于：所述步骤4)中采用热等静压法进行烧结。
7.根据权利要求6所述的一组耐腐蚀抗EDM加工开裂的混晶硬质合金的制作方法，其特征在于：所述步骤4)中烧结温度为1390-1430℃，烧结时长为60～90分钟。
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