CN106735167B - 一种超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的制备方法，包括分别称取WC粉、Co粉和Cr3C2粉进行原料配料、球磨、过筛、入蜡干燥等环节获得超粗晶粒硬质合金混合料，超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的底层混合料WC粉粒径d底为9μm、顶层混合料WC粉粒径d顶为6μm，装模压制和烧结，制备的超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模，抗冲击性能好，产品性能一致性高。

Description

一种超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的制备方法
技术领域
本发明涉及硬质合金技术领域，具体涉及一种超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的制备方法。
背景技术
硬质合金是高硬度、高强度、高耐磨的材料，在现代工业的众多领域都得到了广泛应用。硬质合金产品通常是以高硬度难熔金属的碳化物微米级粉末为主要成分，以钴或镍为粘结剂，在真空炉或氢气烧结炉中烧结而成的粉末冶金制品。在硬质合金技术领域，通常将WC晶粒度大于5μm的硬质合金定义为超粗晶粒硬质合金。超粗晶粒硬质合金产品广泛应用于石油钻齿、截煤机齿、路面冷铣刨机齿、冲压模具、轧辊等领域。
硬质合金生产一般包括混合料制备、压坯成型和烧结三大阶段。传统的超粗晶粒WC-Co硬质合金钻尾模生产过程，是将超粗晶粒WC-Co硬质合金烧结成块状后，再用线切割等机械加工方法将块状材料加工成钻尾模，效率低、浪费材料、成本非常高。梯度复合型硬质合金产品既具有单一材质硬质合金辊环的优点，又具有良好强度和抗冲击的优点。中国专利CN103817150公开了一种梯度结构型硬质合金辊环包括辊环外层和辊环芯部，辊环外层配置在辊环芯部的外表面，在辊环外层同辊环芯部之间有互熔层，在辊环外层和辊环芯部之间形成成分梯度，辊环外层和辊环芯部的成分不同，将掺蜡干燥后的辊环外层球磨混料和掺蜡干燥后的辊环芯部球磨混料分层铺叠装粉，冷压成型为辊环坯料，经烧结获得最终产品。其缺点在于，采用成分梯度获得复合型硬质合金产品，烧结过程中会发生由于浓度梯度导致的成分扩散，细微的工艺差别会导致扩散情况差异很大，造成最终的产品性能一致性难以控制。鉴于此，本专利提出一种基于不同原料分层压制，形成梯度超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的制备方法，具体技术方案为：
一种超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备底层混合料：分别称取WC粉、Co粉和Cr3C2粉进行原料配料，WC粉粒径d底为9μm，将混合均匀后的原料进行湿法球磨，湿法球磨结束后将湿法球磨后的混合料进行第一次湿式过筛，将第一次过筛后的混合料进行真空干燥，将真空干燥后的混合料进行第二次过筛，然后入蜡干燥，获得底层超粗晶粒硬质合金混合料；
(2)制备顶层混合料：分别称取WC粉、Co粉和Cr3C2粉进行原料配料，WC粉粒径d顶为-6μm，将混合均匀后的原料进行湿法球磨，湿法球磨结束后将湿法球磨后的混合料进行第一次湿式过筛，将第一次过筛后的混合料进行真空干燥，将真空干燥后的混合料进行第二次过筛，然后入蜡干燥，获得顶层超粗晶粒硬质合金混合料；
(3)装模压制：先将适量底层超粗晶粒硬质合金混合料装入成型模具，施加140MPa的压力压制，再将适量顶层超粗晶粒硬质合金混合料装入模具置于已经压实的底层超粗晶粒硬质合金混合料上方，施加压力140MPa将成型模具内的混合料压实，获得超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模压坯；
(4)烧结：将超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模坯体，以1～3℃/min的速度升温，首先升温至300℃并保温250～300min，然后继续升温至1400-1450℃并保温烧结30-50min，然后以1℃/min降温，获得烧结后的超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模。
所述的装模压制，还包括，底层超粗晶粒硬质合金混合料的重量为顶层超粗晶粒硬质合金混合料的2～3倍。
本发明的技术方案具有如下优点：
制备的超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模，抗冲击性能好，使用寿命为常规产品的三倍；由于没有成分梯度，不存在烧结过程中的成分扩散问题，产品性能稳定。
附图说明
图1超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参考图1，超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模分为顶层1和底层2。一种超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备底层混合料：分别称取WC粉、Co粉和Cr3C2粉进行原料配料，WC粉粒径d底为9μm，将混合均匀后的原料进行湿法球磨，湿法球磨结束后将湿法球磨后的混合料进行第一次湿式过筛，将第一次过筛后的混合料进行真空干燥，将真空干燥后的混合料进行第二次过筛，然后入蜡干燥，获得底层超粗晶粒硬质合金混合料；
(2)制备顶层混合料：分别称取WC粉、Co粉和Cr3C2粉进行原料配料，WC粉粒径d顶为6μm，将混合均匀后的原料进行湿法球磨，湿法球磨结束后将湿法球磨后的混合料进行第一次湿式过筛，将第一次过筛后的混合料进行真空干燥，将真空干燥后的混合料进行第二次过筛，然后入蜡干燥，获得顶层超粗晶粒硬质合金混合料；
(3)装模压制：先将适量底层超粗晶粒硬质合金混合料装入成型模具，施加140MPa的压力压制，再将适量顶层超粗晶粒硬质合金混合料装入模具置于已经压实的底层超粗晶粒硬质合金混合料上方，施加压力140MPa将成型模具内的混合料压实，获得超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模压坯；
(4)烧结：将超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模坯体，以1～3℃/min的速度升温，首先升温至300℃并保温250～300min，然后继续升温至1400-1450℃并保温烧结30-50min，然后以1℃/min降温，获得烧结后的超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模。
所述的装模压制，还包括，底层超粗晶粒硬质合金混合料的重量为顶层超粗晶粒硬质合金混合料的2～3倍。
本发明的技术方案具有如下优点：
制备的超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模，抗冲击性能好，使用寿命为常规产品的三倍；不存在烧结过程中的成分扩散问题，产品性能一致性高。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备底层混合料：分别称取WC粉、Co粉和Cr3C2粉进行原料配料，WC粉粒径d底为9μm，将混合均匀后的原料进行湿法球磨，湿法球磨结束后将湿法球磨后的混合料进行第一次湿式过筛，将第一次过筛后的混合料进行真空干燥，将真空干燥后的混合料进行第二次过筛，然后入蜡干燥，获得底层超粗晶粒硬质合金混合料；
(2)制备顶层混合料：分别称取WC粉、Co粉和Cr3C2粉进行原料配料，WC粉粒径d顶为6μm，将混合均匀后的原料进行湿法球磨，湿法球磨结束后将湿法球磨后的混合料进行第一次湿式过筛，将第一次过筛后的混合料进行真空干燥，将真空干燥后的混合料进行第二次过筛，然后入蜡干燥，获得顶层超粗晶粒硬质合金混合料；
(3)装模压制：先将适量底层超粗晶粒硬质合金混合料装入成型模具，施加140MPa的压力压制，再将适量顶层超粗晶粒硬质合金混合料装入模具置于已经压实的底层超粗晶粒硬质合金混合料上方，施加压力140MPa将成型模具内的混合料压实，获得超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模压坯；
(4)烧结：将超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模坯体，以1～3℃/min的速度升温，首先升温至300℃并保温250～300min，然后继续升温至1400-1450℃并保温烧结30-50min，然后以1℃/min降温，获得烧结后的超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模。
2.如权利要求1所述的超粗晶粒硬质合金梯度钻尾模的制备方法，其特征在于，所述的装模压制，还包括，底层超粗晶粒硬质合金混合料的重量为顶层超粗晶粒硬质合金混合料的2～3倍。
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