CN111318693B - 一种硬质合金锯齿真空烧结工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硬质合金锯齿真空烧结工艺，通过使用烧结填料包裹硬质合金锯齿毛坯，使硬质合金锯齿毛坯之间，以及硬质合金毛坯和石墨舟皿之间填充有烧结填料，能避免出现粘结，提高烧结成品率。本发明采用的烧结填料性质稳定，在真空烧结时不会与硬质合金毛坯反应。在真空烧结时，无需设置烧结槽，可以充分利用舟皿的容纳空间，尽可能多的装载硬质合金锯齿毛坯和烧结填料，生产效率高，便于推广。本发明制备的硬质合金锯齿产品硬度高、抗弯强度好，能很好地满足切割需要。

Description

一种硬质合金锯齿真空烧结工艺
技术领域
本发明涉及硬质合金技术领域，更具体地，涉及一种硬质合金锯齿真空烧结工艺。
背景技术
硬质合金锯齿作为硬质合金刀具类产品是专为切断和开槽金属材料制成的，是加工用的常用刃具。对于硬质合金锯齿来说，其切割的性能主要取决于硬质合金的质量。
硬质合金锯齿制造工艺主要由包括混合料配制、成型和烧结等步骤，其中烧结过程采用真空烧结炉进行烧结。为了防止硬质合金锯齿毛坯在烧结时相互粘结，目前通常将压制成型的硬质合金锯齿毛坯放置在设有烧结槽的烧结舟上烧结成型，如公开号为CN207035826U的实用新型专利公开了一种合金锯齿片烧结舟，在烧结舟上设置有各种形状的固定槽。为了防止硬质合金锯齿和烧结舟粘结，在烧结舟上铺有烧结填料。现有技术中，通常使用氧化铝和炭黑的混合粉末作为烧结填料，在真空条件下这种烧结填料不够稳定，容易与硬质合金反应，影响最终的硬质合金锯齿成品的性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中硬质合金锯齿烧结的不足，提供一种硬质合金锯齿烧结工艺，通过将硬质合金锯齿毛坯与烧结填料放入石墨舟皿中混合均匀，直至硬质合金锯齿毛坯被烧结填料完全包裹，在硬质合金锯齿毛坯和石墨舟皿之间也分布烧结填料。烧结时，硬质合金锯齿毛坯不会相互粘接，成品率高。
本发明的另一目的在于提供上述硬质合金锯齿烧结工艺制备的硬质合金锯齿。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种硬质合金锯齿真空烧结工艺，包括以下步骤：
S1.将硬质合金锯齿毛坯和烧结填料混合均匀后，装入石墨舟皿中；
S2.将石墨舟皿放入真空烧结炉内，进行烧结；
S3.将石墨舟皿中烧结后的物料过振动筛进行筛分，得硬质合金锯齿；
其中步骤S1中，混合均匀后每个硬质合金锯齿毛坯被烧结物料包裹，彼此之间无接触，与石墨舟皿也未接触。
进一步地，所述烧结填料包括：包括碳化钛粉末、金属氧化物粉末和炭黑。
进一步地，所述烧结填料中碳化钛粉末、金属氧化物粉末和炭黑的质量分数比为89:10:1。
进一步地，所述金属氧化物包括氧化锆和氧化铝。
进一步地，所述氧化锆和氧化铝以任意比例混合。
进一步地，所述烧结填料粒径为40～100目。
优选地，所述烧结填料粒径为60～80目。
进一步地，步骤S2中所述烧结过程的工艺参数如下：温度为1400～1450℃，时间为60～120min。
进一步地，步骤S3中所述振动筛的筛网目数为20目。
一种根据上述硬质合金锯齿真空烧结工艺制备的硬质合金锯齿。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明将硬质合金锯齿毛坯和烧结填料在石墨舟皿中混合均匀后进行烧结，导热均匀，烧结效果好。在烧结过程中，硬质合金毛坯之间不会相互粘结，成品率高。本发明在实施过程中，无需设置烧结槽，降低了对烧结用石墨舟皿的工艺要求，还能充分利用舟皿的储存能力。在使用舟皿装载硬质合金锯齿毛坯时，不存在烧结槽的限制，可以充分利用舟皿的容纳空间，尽可能多的装载硬质合金锯齿毛坯和烧结填料，提高生产效率。
本发明抛弃了现有烧结槽的设计，使用烧结填料包裹硬质合金锯齿毛坯，在各硬质合金锯齿毛坯之间、以及硬质合金毛坯和石墨舟皿之间都填充了烧结填料。在烧结填料的作用下，硬质合金锯齿毛坯在烧结过程中能保持固定。同时，本发明所提供的烧结工艺突破了硬质合金锯齿类型和尺寸的限制，只要烧结填料将硬质合金锯齿毛坯包裹完全，可以对不同类型、不同尺寸的硬质合金锯齿进行烧结。
本发明以高熔点的碳化钛为主要原材料制备烧结填料，同时合理控制烧结填料粒径，防止影响填料透气性。在烧结过程中，烧结填料组分稳定，不会与硬质合金发生反应。本发明制备的硬质合金锯齿产品硬度高，抗弯强度好，孔隙度小。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
本实施例提供一种硬质合金锯齿真空烧结工艺，具体包括以下步骤；
S1.将硬质合金锯齿毛坯与粒径为80目的烧结填料混合均匀，所用烧结填料由以下组分混合得到：碳化钛粉末：89％、氧化锆粉末：5％、氧化铝粉末5％、炭黑：1％，混合均匀后每个硬质合金锯齿毛坯被烧结物料包裹，彼此之间无接触，然后装入石墨舟皿中，硬质合金锯齿毛坯与石墨舟皿也未接触；
S2.将装有混合物料的石墨舟皿放入真空烧结炉内进行烧结，烧结工艺参数如下：温度为1400℃，时间为120min；
S3.将石墨舟皿中烧结后的物料过20目振动筛进行筛分，得硬质合金锯齿。
实施例2
本实施例提供一种硬质合金锯齿真空烧结工艺，具体包括以下步骤；
S1.将硬质合金锯齿毛坯与粒径为60目的烧结填料混合均匀，所用烧结填料由以下组分混合得到：碳化钛粉末：89％、氧化锆粉末：1％、氧化铝粉末9％、炭黑：1％，混合均匀后每个硬质合金锯齿毛坯被烧结物料包裹，彼此之间无接触，然后装入石墨舟皿中，硬质合金锯齿毛坯与石墨舟皿也未接触；
S2.将装有混合物料的石墨舟皿放入真空烧结炉内进行烧结，烧结工艺参数如下：温度为1450℃，时间为60min；
S3.将石墨舟皿中烧结后的物料过20目振动筛进行筛分，得硬质合金锯齿。
实施例3
本实施例提供一种硬质合金锯齿真空烧结工艺，具体包括以下步骤；
S1.将硬质合金锯齿毛坯与粒径为40目的烧结填料混合均匀，所用烧结填料由以下组分混合得到：碳化钛粉末：89％、氧化锆粉末：9％、氧化铝粉末1％、炭黑：1％，混合均匀后每个硬质合金锯齿毛坯被烧结物料包裹，彼此之间无接触，然后装入石墨舟皿中，硬质合金锯齿毛坯与石墨舟皿也未接触；
S2.将装有混合物料的石墨舟皿放入真空烧结炉内进行烧结，烧结工艺参数如下：温度为1400℃，时间为80min；
S3.将石墨舟皿中烧结后的物料过20目振动筛进行筛分，得硬质合金锯齿。
实施例4
本实施例提供一种硬质合金锯齿真空烧结工艺，具体包括以下步骤；
S1.将硬质合金锯齿毛坯与粒径为100目的烧结填料混合均匀，所用烧结填料由以下组分混合得到：碳化钛粉末：89％、氧化锆粉末：3％、氧化铝粉末7％、炭黑：1％，混合均匀后每个硬质合金锯齿毛坯被烧结物料包裹，彼此之间无接触，然后装入石墨舟皿中，硬质合金锯齿毛坯与石墨舟皿也未接触；
S2.将装有混合物料的石墨舟皿放入真空烧结炉内进行烧结，烧结工艺参数如下：温度为1400℃，时间为80min；
S3.将石墨舟皿中烧结后的物料过20目振动筛进行筛分，得硬质合金锯齿。
对比例1
本对比例参照实施例1，提供一种硬质合金锯齿真空烧结工艺，与实施例1的不同之处在于：步骤S1中所用烧结填料为氧化铝和炭黑的混合粉末，其中氧化铝和炭黑的质量分数比为90:10。
对比例2
本对比例参照实施例1，提供一种硬质合金锯齿真空烧结工艺，与实施例1的不同之处在于：步骤S1中所用烧结填料以下组分混合得到：碳化钛粉末：70％、氧化锆粉末：10％、氧化铝粉末19％、炭黑：1％。
对比例3
本对比例参照实施例1，提供一种硬质合金锯齿真空烧结工艺，与实施例1的不同之处在于：步骤S1中烧结填料粒径为160目。
对实施例1～4和对比例1～3制备的硬质合金锯齿进行检测，检测结果见表1。
表1
Figure BDA0001903835030000041
Figure BDA0001903835030000051
通过对上述检测数据分析可知，实施例1～4制备的硬质合金锯齿抗弯强度较好，孔隙度小，效果明显优于对比例。而对比例1中，由于采用氧化铝和炭黑的混合粉末作为烧结填料，在真空烧结过程中烧结填料不稳定，容易与硬质合金反应，并影响了硬质合金锯齿的性能；对比例2中，烧结填料中碳化钛的含量较少，硬质合金锯齿性能不理想；对比例3中，烧结填料的粒径相对比较细，在烧结过程中会影响填料透气性，使硬质合金锯齿成品性能降低。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种硬质合金锯齿真空烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将硬质合金锯齿毛坯和烧结填料混合均匀后，装入石墨舟皿中，无需设置烧结槽，所述烧结填料包括碳化钛粉末、金属氧化物粉末和炭黑，碳化钛粉末、金属氧化物粉末和炭黑的质量分数分别对应为89%、10%、1%，所述金属氧化物包括氧化锆和氧化铝，所述烧结填料粒径为40~100目；
S2.将石墨舟皿放入真空烧结炉内，进行烧结；
S3.将石墨舟皿中烧结后的物料过振动筛进行筛分，得硬质合金锯齿；
其中步骤S1中，混合均匀后每个硬质合金锯齿毛坯被烧结填料包裹，彼此之间无接触，硬质合金锯齿毛坯与石墨舟皿也未接触。
2.根据权利要求1所述的硬质合金锯齿真空烧结方法，其特征在于，所述氧化锆和氧化铝以任意比例混合。
3.根据权利要求1所述的硬质合金锯齿真空烧结方法，其特征在于，所述烧结填料粒径为60~80目。
4.根据权利要求1所述的硬质合金锯齿真空烧结方法，其特征在于，步骤S2中烧结过程的工艺参数如下：温度为1400~1450℃，时间为60~120min。
5.根据权利要求1所述的硬质合金锯齿真空烧结方法，其特征在于，步骤S3中所述振动筛的筛网目数为20目。
6.一种根据权利要求1~5任一项所述的硬质合金锯齿真空烧结方法制备的硬质合金锯齿。
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