CN108941575A - 一种梯度硬质合金钻尾模 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种梯度硬质合金钻尾模，包括一用硬质合金制成的底座，所述底座上设置有一模胚，所述底座上还设置有一卸料槽，所述卸料槽包括竖槽和连接竖槽中部的横槽，所述竖槽两端分别与底座前后两相对侧壁相连通，所述横槽一端与底座右侧壁相连通，其特征在于，所述模胚的顶面与底座顶面平齐，所述模胚从底座顶面沉入底座内部，所述模胚的左侧面与底座左侧壁相平齐，所述模胚的右侧面与卸料槽之间相聚1～5mm，所述模胚的硬度高于底座的硬度，所述模胚与底座通过高温烧结实现结合。

Description

一种梯度硬质合金钻尾模
技术领域
本发明涉及硬质合金技术领域，具体涉及一种梯度硬质合金钻尾模。
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，在真空炉或氢气烧结炉中烧结而成的粉末冶金制品。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。
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。
中国专利CN201611158327.7，是对上述问题的一种解决方案，但是经过一段时间使用后，发现该钻尾模在使用中，因上下层材质不同并压实在一块，导致在使用时应力集中在结合面，该结合面受纯剪应力的作用，结合面两侧容易发生破裂，导致模具使用寿命减少，针对该情况，申请人经大量研究后发明了一种新的梯度硬质合金钻尾模制备结构。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种梯度硬质合金钻尾模，受力均匀，使用寿命长。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种梯度硬质合金钻尾模，包括一用硬质合金制成的底座，所述底座上设置有一模胚，所述底座上还设置有一卸料槽，所述卸料槽包括竖槽和连接竖槽中部的横槽，所述竖槽两端分别与底座前后两相对侧壁相连通，所述横槽一端与底座右侧壁相连通，所述模胚从底座顶面沉入底座内部，所述模胚的左侧面与底座左侧壁相平齐，所述模胚的右侧面与卸料槽之间不连通，所述模胚的硬度高于底座的硬度，所述模胚与底座通过高温烧结实现结合。
进一步优选的，所述模胚的顶面与底座顶面平齐。
进一步优选的，所述模胚的右侧面与卸料槽之间相距1～5mm。
进一步优选的，所述模胚的顶面与底座顶面不平齐。
进一步优选的，所述底座的硬质合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉构成，其中WC粉粒径d底为6-16μm。
进一步优选的，所述模胚的硬质合金均由WC粉、Co粉和VC粉构成，其中WC粉粒径d顶为0.6-6μm。
进一步优选的，所述卸料槽为横槽。
进一步优选的，所述模胚与底座左侧面的交线轮廓呈多边形，或者由多段弧线组成，或者由多段曲线组成，或者由直线和弧线组成，或者由直线和曲线组成，或者由弧线和曲线组成，或者直线、曲线和弧线组成。
进一步优选的，所述模胚与底座顶面的交线轮廓呈多边形，或者由多段弧线组成，或者由多段曲线组成，或者由直线和弧线组成，或者由直线和曲线组成，或者由弧线和曲线组成，或者直线、曲线和弧线组成。进一步优选的，所述模胚的纵剖面轮廓大小从左向右始终相等。
进一步优选的，所述模胚的纵剖面轮廓大小从左向右不是始终相等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过在硬度较低的底座上设置一个硬度较高的硬质合金模胚，应力状况不再是承受在水平面上的剪切应力，模具使用寿命明显增长。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例一梯度硬质合金钻尾模示意图。
图2为本发明实施例一梯度硬质合金钻尾模沿图1中A-A的剖面视图。
图3为本发明实施例一梯度硬质合金钻尾模沿图1中B-B的剖面视图。
图4为本发明实施例二梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图5为本发明实施例三梯度硬质合金钻尾模图1中B-B的剖面视图。
图6为本发明实施例四梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图7为本发明实施例五梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图8为本发明实施例六梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图9为本发明实施例七梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图10为本发明实施例八梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图11为本发明实施例九梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图12为本发明实施例十梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图13为本发明实施例十一梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图14为本发明实施例十二梯度硬质合金钻尾模左视示意图。
图15为本发明实施例十三梯度硬质合金钻尾模示意图。
图16为本发明实施例十四梯度硬质合金钻尾模示意图。
图中：1-底座，2-模胚，3-卸料槽，31-竖槽，32-横槽。
具体实施方式
实施例一：如图1至图3所示，一种梯度硬质合金钻尾模，包括一用硬质合金制成的底座1，所述底座上设置有一模胚2，所述底座1上还设置有一卸料槽3，所述卸料槽3包括竖槽31和连接竖槽31中部的横槽32，所述竖槽31两端分别与底座1前后两相对侧壁相连通，所述横槽32一端与底座1右侧壁相连通，所述模胚2从底座1顶面沉入底座1内部，所述模胚2的左侧面与底座1左侧壁相平齐，所述模胚2的右侧面与卸料槽3竖槽31之间不连通，所述模胚2的硬度高于底座1的硬度，所述模胚2与底座1通过高温烧结实现结合。
所述模胚2的顶面与底座1顶面平齐。
所述模胚2的右侧面与卸料槽3竖槽31之间相距5mm。
所述底座1的硬质合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉构成，其中WC粉粒径d底为6μm。
所述模胚2的硬质合金均由WC粉、Co粉和VC粉构成，其中WC粉粒径d顶为0.6μm。
所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓呈半圆形。
所述模胚2沿图1中B-B纵剖面轮廓大小从左向右始终相等。
该梯度硬质合金钻尾模，按以下步骤进行制作：
(1)制备底座1的混合料：分别称取WC粉、Co粉和Cr3C2粉(或用VC粉)进行原料配料，WC粉粒径d底为6-16μm，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，获得底座的硬质合金混合料；
(2)制备模胚2混合料：分别称取WC粉、Co粉和Cr3C2粉(或用VC粉)进行原料配料，WC粉粒径d顶为0.6-6μm，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，获得模胚的硬质合金混合料；
(3)装模压制：先将适量底座的硬质合金混合料装入成型模具，施加140MPa的压力压制，并在底座上部压制一半圆形凹槽和卸料槽3(其相关参数按设定值选取)，再将适量模胚2的硬质合金混合料装入模具置于凹槽，施加压力100-140MPa将成型模具内的混合料压实，获得梯度硬质合金钻尾模压坯；
(4)烧结：将梯度硬质合金钻尾模压坯，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，获得烧结后的梯度硬质合金钻尾模。
通过在较低硬度的底座1上设置一个半圆形的高硬度的模胚2，模胚2的圆弧形接触面将应力分散在模胚2余底座1相结合的界面上，避免了剪切应力，模具使用寿命明显增长。
实施例二：如图4所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓呈U形，底部为半圆形，上部两侧壁竖直平行。
所述模胚2的右侧面与卸料槽3竖槽31之间相距1mm。
所述底座1的硬质合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉构成，其中WC粉粒径d底为16μm。
所述模胚2的硬质合金均由WC粉、Co粉和VC粉构成，其中WC粉粒径d顶为6μm。
其余相同。
实施例三：如图1和图5所示，与实施例二区别在于其模胚2结构，所述模胚2沿图1中B-B纵剖面轮廓大小从左向右不是始终相等。
所述模胚2的右侧面与卸料槽3竖槽31之间相距3mm。
所述底座1的硬质合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉构成，其中WC粉粒径d底为11μm，
所述模胚2的硬质合金均由WC粉、Co粉和VC粉构成，其中WC粉粒径d顶为3.5μm。
其余相同。
实施例四：如图6所示，与实施例二区别在于其所述模胚2的顶面与底座1顶面不平齐。
所述模胚2的右侧面与卸料槽3竖槽31之间相距4mm。
所述底座1的硬质合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉构成，其中WC粉粒径d底为13μm，
所述模胚2的硬质合金均由WC粉、Co粉和VC粉构成，其中WC粉粒径d顶为3μm。
其余相同。
实施例五：如图7所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓为多边形。所述模胚2的右侧面与卸料槽3竖槽31之间相距2mm。
其余相同。
实施例六：如图8所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓为多边形。
其余相同。
实施例七：如图9所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓由直线和弧线组成。
其余相同。
实施例八：如图10所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓由直线和弧线组成。
其余相同。
实施例九：如图11所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓由直线和曲线组成。
其余相同。
实施例十：如图12所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓由多段弧线组成。
其余相同。
实施例十一：如图13所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓由弧线和曲线组成。
其余相同。
实施例十二：如图14所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1左侧面的交线轮廓由直线、弧线和曲线组成。
其余相同。
实施例十三：如图15所示，与实施例一区别在于其模胚2结构，所述模胚2与底座1顶面的交线轮廓由直线和弧线组成。
其余相同。
实施例十四：如图16所示，与实施例一区别在于其卸料槽3为横槽。其余相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种梯度硬质合金钻尾模，包括一用硬质合金制成的底座，所述底座上设置有一模胚，所述底座上还设置有一卸料槽，所述卸料槽包括竖槽和连接竖槽中部的横槽，所述竖槽两端分别与底座前后两相对侧壁相连通，所述横槽一端与底座右侧壁相连通，其特征在于，所述模胚从底座顶面沉入底座内部，所述模胚的左侧面与底座左侧壁相平齐，所述模胚的右侧面与卸料槽之间不连通，所述模胚的硬度高于底座的硬度，所述模胚与底座通过高温烧结实现结合。
2.根据权利要求1所述的梯度硬质合金钻尾模，其特征在于，所述模胚的顶面与底座顶面平齐。
3.根据权利要求1所述的梯度硬质合金钻尾模，其特征在于，所述模胚的右侧面与卸料槽之间相距1～5mm。
4.根据权利要求1所述任一权利要求的梯度硬质合金钻尾模，其特征在于，所述模胚的顶面与底座顶面不平齐。
5.根据权利要求1所述的梯度硬质合金钻尾模，其特征在于，所述底座的硬质合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉构成，其中WC粉粒径d底为6-16μm，所述模胚的硬质合金均由WC粉、Co粉和VC粉构成，其中WC粉粒径d顶为0.6-6μm。
6.根据权利要求1所述的梯度硬质合金钻尾模，其特征在于，所述卸料槽为横槽。
7.根据权利要求1至6所述任一权利要求的梯度硬质合金钻尾模，其特征在于，所述模胚与底座左侧面的交线轮廓呈多边形，或者由多段弧线组成，或者由多段曲线组成，或者由直线和弧线组成，或者由直线和曲线组成，或者由弧线和曲线组成，或者直线、曲线和弧线组成。
8.根据权利要求1至6所述任一权利要求的梯度硬质合金钻尾模，其特征在于，所述模胚与底座顶面的交线轮廓呈多边形，或者由多段弧线组成，或者由多段曲线组成，或者由直线和弧线组成，或者由直线和曲线组成，或者由弧线和曲线组成，或者直线、曲线和弧线组成。
9.根据权利要求1至6所述任一权利要求的梯度硬质合金钻尾模，其特征在于，所述模胚的纵剖面轮廓大小从左向右始终相等。
10.根据权利要求1至6所述任一权利要求的梯度硬质合金钻尾模，其特征在于，所述模胚的纵剖面轮廓大小从左向右不是始终相等。
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