CN107553067A - 一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，其特征在于依次包括如下步骤：以压制后的预制软坯为对象，用冷等静压机将预制软坯压制成柱形压坯；对柱形压坯立式装夹；用金刚石线锯切割机对立式装夹的柱形压坯进行分层切削，得到片状压坯，金刚石线锯切割机的金刚石线锯从柱形压坯的一侧切割至内部，再从同一高度位置上的另一侧向内部切割，直至片状压坯从柱形压坯上断离；切削后，将多孔吸嘴吸附在片状压坯的上表面并搬运至石墨盒中；把石墨盒送入低压烧结炉内烧结，得到大尺寸超薄硬质合金基片。本发明工艺简单，可制备得到直径大于60毫米、厚度小于3毫米的大尺寸超薄硬质合金基片，尺寸均匀一致，在厚度方向上的变形量小于0.05毫米。

Description

一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法

技术领域

本发明属于硬质合金粉末冶金领域，具体涉及一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，本发明的大尺寸超薄硬质合金基片尤其适用于制作刀具片。

背景技术

硬质合金基片的常规生产工艺流程依次包括配料、压制软坯以及真空烧结。在以往的大直径超薄硬质合金基片的生产环节中，软坯较薄且晶粒较细，普通的模压压制的软坯密度均匀性较差，以至于在烧结后得到的基片硬坯变形比较大，磨量较大，粉料损失大，甚至出现带有分层或裂纹的基片废品。尤其对于刀具片用的硬质合金基片来说，由于存在上述技术问题，现有技术中几乎难以见到直径大于60mm、厚度小于3mm的大尺寸超薄硬质合金基片。

鉴于此，有必要开发出一种不易出现分层或裂纹、厚度方向变形量小的刀具片用大尺寸超薄硬质合金基片及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，解决了以往在制备较大尺寸、厚度较薄的硬质合金基片时基片变形比较大、磨量较大、粉料损失大甚至出现带有分层或裂纹的基片废品的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，依次包括如下步骤：

第一步，以配料、压制后的预制软坯为对象，用冷等静压机将所述预制软坯压制成柱形压坯；然后，对所述柱形压坯进行立式装夹；

第二步，用金刚石线锯切割机对立式装夹的所述柱形压坯进行分层切削，得到片状压坯，在进行每层切削时，所述金刚石线锯切割机的金刚石线锯从所述柱形压坯的一侧切割至柱形压坯的内部，再从柱形压坯的同一高度位置上的另一侧向内部切割，直至所述片状压坯从所述柱形压坯上完全断离；

第三步，切削后，将多孔吸嘴吸附在所述片状压坯的上表面并且将片状压坯搬运至石墨盒中；

第四步，把装有片状压坯的石墨盒送入低压烧结炉内烧结，得到直径大于60毫米、厚度小于3毫米的所述大尺寸超薄硬质合金基片。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述冷等静压机的压力为100~300Mpa。

2、上述方案中，所述柱形压坯为方柱形压坯或圆柱形压坯。

3、上述方案中，所述金刚石线锯切割机的金刚石线锯的直径小于0.5毫米。

4、上述方案中，所述石墨盒内的石墨柱托的表面上事先涂覆有防粘涂料。

5、上述方案中，所述大尺寸超薄硬质合金基片的材质为钴含量小于10%的细晶硬质合金牌号。

6、上述方案中，所述低压烧结炉的烧结温度为1360~1440℃，压力为1~5MPa。

本发明的设计特点以及有益效果是：硬质合金基片的常规生产工艺流程依次包括配料、压制软坯以及真空烧结。按照常规的制备方法，粉料在经过配料、压制后得到的软坯密度均匀性较差、密实度较差的烧结软坯。基于现有技术存在的问题，本发明对常规的硬质合金基片的制备方法进行了改进。把经过配料、压制后的软坯作为预制软坯并且作为本发明的起始作用对象，对预制软坯用冷等静压机进行再次压制，控制冷等静压机的压力为100~300Mpa， 其中一个目的是将预制软坯整形成柱形压坯，方便下一步的分层切削，另一个目的是使预制软坯各处受力一致，得到密度分布更均匀、密实性更好的柱形压坯。然后，用直径小于0.5毫米的金刚石线锯对立式装夹的柱形压坯进行分层切削，由于金刚石线锯为直径很小的线形，相比用片状的刀片切削来说，金刚石线锯切削的片状压坯的厚度更精确，而且，本发明所述第二步的切削方式保证了片状压坯在完好的前提下厚度更薄。切削后，由于片状压坯较薄，用多孔吸嘴吸附在片状压坯的上表面并将片状压坯搬运至石墨盒中，保证了片状压坯在搬运过程中不易断裂。一个石墨盒内装有一片片状压坯，将所有装有片状压坯的石墨盒一起送入低压烧结炉烧结，，保证了每片基片的烧结温度和气氛一致性。通过以上步骤，得到的大尺寸超薄硬质合金基片尺寸均匀一致，在厚度方向上的变形量小于0.05毫米。

总之，本发明的方法工艺简单，通过本发明的方法可制备得到直径大于60毫米、厚度小于3毫米的大尺寸超薄硬质合金基片，其尺寸均匀一致，在厚度方向上的变形量小于0.05毫米，该大尺寸超薄硬质合金基片尤其适用于制作刀具片，而且通过本发明的方法制备得到的硬质合金基片几乎不存在废品。

具体实施方式

下面实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法

直径为80毫米、厚度为1.5毫米的大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法依次包括如下步骤：

第一步，配料后，将粉料送入模具中进行压制，按照粉末冶金压制规律，按照20%的收缩系数进行模具设计，压制直径为100毫米，高度为100毫米的预压软坯；接着把预压软坯用橡胶包套进行密封包扎放进湿袋冷等静压机，将预制软坯压制、整形成圆柱形压坯，冷等静压机的压力为220Mpa，使圆柱形压坯压制均匀，压制完成后取出圆柱形压坯，由于压制的更密实，圆柱形压坯的厚度比预压软坯的厚度小，测量圆柱形压坯的直径和高度，由此测算出所需的大尺寸超薄硬质合金基片尺寸相对于圆柱形压坯的实际收缩系数为17.5%；然后，对所述圆柱形压坯进行立式装夹；

第二步，圆柱形压坯的下端用卡盘固定，上端为切割层，用金刚石线锯切割机对立式装夹的圆柱形压坯进行分层切削，金刚石线锯切割机的金刚石线锯的直径为0.3毫米，根据17.5%的实际收缩系数确定每片片状压坯的切削厚度为1.82毫米，得到片状压坯；在进行每层切削时，所述金刚石线锯切割机的金刚石线锯从所述圆柱形压坯的一侧切割至圆柱形压坯的内部，再从圆柱形压坯的同一高度位置上的另一侧向内部切割，直至所述片状压坯从所述圆柱形压坯上完全断离；

第三步，切削后，将多孔吸嘴吸附在所述片状压坯的上表面并且将片状压坯搬运至石墨盒的石墨柱托上，石墨盒内的石墨柱托的表面上事先涂覆有硬质合金烧结防粘涂料（如河北博济化工的W-YG系列硬质合金烧结防粘涂料），盖上石墨盖密封；

第四步，把装有片状压坯的石墨盒送入低压烧结炉内烧结，低压烧结炉的烧结温度为1360~1440℃，压力为1~5MPa，得到直径为80毫米、厚度为1.5毫米的大尺寸超薄硬质合金基片，大尺寸超薄硬质合金基片的材质为钴含量小于10%的细晶硬质合金牌号。

实施例2：一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法

直径为100毫米、厚度为2毫米的大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法依次包括如下步骤：

第一步，配料后，将粉料送入模具中进行压制，按照粉末冶金压制规律，按照20%的收缩系数进行模具设计，压制直径为125毫米，高度为150毫米的预压软坯；接着把预压软坯用橡胶包套进行密封包扎放进湿袋冷等静压机，将预制软坯压制、整形成圆柱形压坯，冷等静压机的压力为260Mpa，使圆柱形压坯压制均匀，压制完成后取出圆柱形压坯，由于压制的更密实，圆柱形压坯的厚度比预压软坯的厚度小，测量圆柱形压坯的直径和高度，由此测算出所需的大尺寸超薄硬质合金基片尺寸相对于圆柱形压坯的实际收缩系数为18%；然后，对所述圆柱形压坯进行立式装夹；

第二步，圆柱形压坯的下端用卡盘固定，上端为切割层，用金刚石线锯切割机对立式装夹的圆柱形压坯进行分层切削，金刚石线锯切割机的金刚石线锯的直径为0.3毫米，根据18%的实际收缩系数确定每片片状压坯的切削厚度为2.44毫米，得到片状压坯；在进行每层切削时，所述金刚石线锯切割机的金刚石线锯从所述圆柱形压坯的一侧切割至圆柱形压坯的内部，再从圆柱形压坯的同一高度位置上的另一侧向内部切割，直至所述片状压坯从所述圆柱形压坯上完全断离；

第三步，切削后，将多孔吸嘴吸附在所述片状压坯的上表面并且将片状压坯搬运至石墨盒的石墨柱托上，石墨盒内的石墨柱托的表面上事先涂覆有硬质合金烧结防粘涂料（如河北博济化工的W-YG系列硬质合金烧结防粘涂料），盖上石墨盖密封；

第四步，把装有片状压坯的石墨盒送入低压烧结炉内烧结，低压烧结炉的烧结温度为1360~1440℃，压力为1~5MPa，得到直径为100毫米、厚度为2毫米的大尺寸超薄硬质合金基片，大尺寸超薄硬质合金基片的材质为钴含量小于10%的细晶硬质合金牌号。

在上述实施例中，压坯高度收缩系数=（烧结前高度-烧结后高度）÷烧结前高度，压坯高度也即压坯厚度；压坯直径收缩系数=（烧结前直径-烧结后直径）÷烧结前直径。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，其特征在于依次包括如下步骤：

第一步，以配料、压制后的预制软坯为对象，用冷等静压机将所述预制软坯压制成柱形压坯；然后，对所述柱形压坯进行立式装夹；

第二步，用金刚石线锯切割机对立式装夹的所述柱形压坯进行分层切削，得到片状压坯，在进行每层切削时，所述金刚石线锯切割机的金刚石线锯从所述柱形压坯的一侧切割至柱形压坯的内部，再从柱形压坯的同一高度位置上的另一侧向内部切割，直至所述片状压坯从所述柱形压坯上完全断离；

第三步，切削后，将多孔吸嘴吸附在所述片状压坯的上表面并且将片状压坯搬运至石墨盒中；

第四步，把装有片状压坯的石墨盒送入低压烧结炉内烧结，得到直径大于60毫米、厚度小于3毫米的所述大尺寸超薄硬质合金基片。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，其特征在于：所述冷等静压机的压力为100~300Mpa。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，其特征在于：所述柱形压坯为方柱形压坯或圆柱形压坯。

4.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，其特征在于：所述金刚石线锯切割机的金刚石线锯的直径小于0.5毫米。

5.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，其特征在于：所述石墨盒内的石墨柱托的表面上事先涂覆有防粘涂料。

6.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，其特征在于：所述大尺寸超薄硬质合金基片的材质为钴含量小于10%的细晶硬质合金牌号。

7.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄硬质合金基片的制备方法，其特征在于：所述低压烧结炉的烧结温度为1360~1440℃，压力为1~5MPa。