CN110527889B

CN110527889B - 一种用于生产深腔焊劈刀的材料及其制备工艺

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Publication number: CN110527889B
Application number: CN201910838982.4A
Authority: CN
Inventors: 杨强
Original assignee: Wuxi Jingrongchuang Material Technology Co ltd
Current assignee: Wuxi jingrongchuang Material Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2039-09-05
Also published as: CN110527889A

Abstract

一种用于生产深腔焊劈刀的材料，包括以下重量配比的原料：5.3％～7.3％钴，0.4％～0.5％铬，0.05％～0.1％铁，0.01％～0.02％铌，0.01％～0.02％镍，0.01％～0.02％钽，0.01％～0.02％钛，0.01％～0.02％钒，其余为碳化钨，以上各组份之合为100％。本发明的材料硬度适宜、晶粒大小合理，极好的解决了国内深腔焊劈刀缺少合适的材料而主要靠进口的现状，解决了超声传输效率、使用寿命、加工工艺兼容性问题。本发明还提供了一种用于生产深腔焊劈刀的材料的制备工艺。

Description

一种用于生产深腔焊劈刀的材料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及劈刀生产技术领域，特别是一种用于生产深腔焊劈刀的材料及其制备工艺。

背景技术

目前，国内的深腔焊劈刀主要以进口为主，造成这种现状的其中一个主要原因就是材料研发滞后，缺少真正适合生产国产深腔焊劈刀的材料配方，国外成熟的深腔焊劈刀主要材料为钨合金，但钨合金是一个庞大的材料体系，国内尚缺少自主研发的能真正通过深腔焊的焊接原理，重点解决超声传输效率、使用寿命、加工工艺兼容性问题且具有良好材料特性的用于生产深腔焊劈刀的材料。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于生产深腔焊劈刀的材料及其制备工艺，该材料硬度适宜、晶粒大小合理，极好的解决了国内深腔焊劈刀缺少合适的材料而主要靠进口的现状，解决了超声传输效率、使用寿命、加工工艺兼容性问题。

本发明采用的技术方案是：

一种用于生产深腔焊劈刀的材料，包括以下重量配比的原料：5.3％～7.3％钴(Co)，0.4％～0.5％铬(Cr)，0.05％～0.1％铁(Fe)，0.01％～0.02％铌(Nb)，0.01％～0.02％镍(Ni)，0.01％～0.02％钽(Ta)，0.01％～0.02％钛(Ti)，0.01％～0.02％钒 (V)，其余为碳化钨(WC)，以上各组份之合为100％。

优选地，包括以下重量配比的原料：6.3％钴，0.46％铬，0.08％铁，0.02％铌，0.02％镍，0.02％钽，0.02％钛，0.02％钒，其余为碳化钨，以上各组份之合为100％。

优选地，该材料的晶粒大小为0.1μm～1.5μm。

一种如上所述的用于生产深腔焊劈刀的材料的制备工艺，包括如下步骤：

a、按配比选取钴、铬、铁、铌、镍、钽、钛、钒和碳化钨的粉末材料；

b、将步骤a中的粉末材料送入模具中压制成胚料；

c、将胚料送入烧结炉中进行烧结；

d、在烧结炉依次对胚料固相烧结、液相烧结后冷却得成品。

优选地，在步骤d中，固相烧结的温度为1350℃～1450℃，液相烧结的温度为1485℃。

优选地，在步骤a中的粉末材料中，还需要加入晶粒长大抑制剂，该晶粒长大抑制剂至少包括碳化钒(VC)、碳化钼(Mo₂C)、碳化铬(Cr₃C₂)、碳化铌(NbC)、碳化钽(TaC)、碳化钛(TiC)、锆(Zr)/碳化铪(HfC)中的一种，使成品中的晶粒大小为0.1μm～1.5μm。

本发明的有益效果是：

1、解决了劈刀的寿命问题，本发明的材料的硬度、强度及韧性都适宜，使劈刀有了很好的使用寿命；

2、解决了劈刀后续加工工艺中的兼容性问题，本发明的材料在钨合金中和成熟的标准材料牌号相比，并不是硬度最高的，而是硬度合适的，是考虑到后续的加工工艺中的兼容性；

3、解决了超声传输效率问题，为深腔焊劈刀的超声焊接的超声能量转输提供了保障。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的进行详细说明。

实施例1

一种用于生产深腔焊劈刀的材料，包括以下重量配比的原料：5.3％钴，0.4％铬，0.05％铁，0.01％铌，0.01％镍，0.01％钽，0.01％钛，0.01％钒，94.2％碳化钨。

实施例2

一种用于生产深腔焊劈刀的材料，包括以下重量配比的原料：包括以下重量配比的原料：6.3％钴，0.46％铬，0.08％铁，0.02％铌，0.02％镍，0.02％钽，0.02％钛，0.02％钒，93.06％碳化钨。

实施例3

一种用于生产深腔焊劈刀的材料，包括以下重量配比的原料：7.3％钴，0.5％铬，0.1％铁，0.015％铌，0.015％镍，0.015％钽，0.015％钛，0.015％钒，92.025％碳化钨。

实施例4

b、将步骤a中的粉末材料送入模具中压制成胚料；

c、将胚料送入烧结炉中进行烧结；

d、在烧结炉依次对胚料固相烧结、液相烧结后冷却得成品。

具体地，在步骤d中，固相烧结的温度为1350℃～1450℃，液相烧结的温度为1485℃。

具体地，在步骤a中的粉末材料中，还需要加入晶粒长大抑制剂，该晶粒长大抑制剂至少包括碳化钒(VC)、碳化钼(Mo₂C)、碳化铬(Cr₃C₂)、碳化铌(NbC)、碳化钽(TaC)、碳化钛(TiC)、锆(Zr)/碳化铪(HfC)中的一种，使成品中的晶粒大小为0.1μm～1.5μm。

上述实施例中，材料的材料晶粒大小为0.1μm～1.5μm，其中晶粒在 0.1μm～0.8μm的超细晶粒材料可以在任意规格上，比如0.4μm、0.5μm、0.6μm 上100％的单独使用；也可以混合：晶粒在0.1μm～0.8μm的超细晶粒材料和晶粒在0.8μm～1.5μm晶粒的细晶粒材料之间混合使，比如0.6μm晶粒的材料和 1.2μm材料混合，混合比例是从20％～80％之间，常规混合比列是50％。而0.2μm 晶粒材料和1.5μm晶料材料混合可能是70％的0.2μm的超细晶粒混合30％的 1.5μm晶粒的细晶粒材料，这个比例也可以相反或是其它比例，主要取决于材料用于做什么类型的劈刀，使用在什么场合及条件。

实施例2的重量配比的材料其物理性能如下表：

维氏硬度HV<sub>30</sub>	密度(g/cm<sup>3</sup>)	矫顽力(Oe)	磁饱和(Gcm<sup>3</sup>/g)	Ms％
					HV1860	14.9	382	10.1	100

材料成份及晶粒大小，除了考虑超声传输效率，也要兼顾后续的加工难度，选择了在硬度，强度上适当折中，而韧性上充份考虑的方案。

常用的钨合金标准牌号及其化学成分如下表：

在上表中，成份最接近目前常用的进口材料的就是上表中的：YG6和YG6X，但它们的硬度为HRA94和HRA93.5,而本发明的材料硬度换算成HRA硬度在HRA91-HRA92之间，硬度更能满足后续加工的兼容性。

标准牌号的钨合金没有对晶粒大小做规定，而本发明对晶粒大小提出要求，更能提高超声能量转输效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于生产深腔焊劈刀的材料，其特征在于，包括以下重量配比的原料：5.3％～7.3％钴，0.4％～0.5％铬，0.05％～0.1％铁，0.01％～0.02％铌，0.01％～0.02％镍，0.01％～0.02％钽，0.01％～0.02％钛，0.01％～0.02％钒，其余为碳化钨，以上各组份之合为100％，所述材料的晶粒大小为0.1μm～1.5μm，以及还包括碳化钒、碳化钼、碳化铬、碳化铌、碳化钽、碳化钛、锆/碳化铪中的至少一种晶粒长大抑制剂。

2.根据权利要求1所述的用于生产深腔焊劈刀的材料，其特征在于，包括以下重量配比的原料：6.3％钴，0.46％铬，0.08％铁，0.02％铌，0.02％镍，0.02％钽，0.02％钛，0.02％钒，其余为碳化钨，以上各组份之合为100％。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的用于生产深腔焊劈刀的材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

a、按配比选取钴、铬、铁、铌、镍、钽、钛、钒、碳化钨的粉末材料、以及晶粒长大抑制剂，所述晶粒长大抑制剂包括碳化钒、碳化钼、碳化铬、碳化铌、碳化钽、碳化钛、锆/碳化铪中的至少一种，使成品中的晶粒大小为0.1μm～1.5μm；

b、将步骤a中的粉末材料送入模具中压制成胚料；

c、将胚料送入烧结炉中进行烧结；

d、在烧结炉依次对胚料固相烧结、液相烧结后冷却得成品。

4.根据权利要求3所述的用于生产深腔焊劈刀的材料的制备工艺，其特征在于，在步骤d中，固相烧结的温度为1350℃～1450℃，液相烧结的温度为1485℃。