CN112725723A - 表面硬度强化的硬质合金及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了表面硬度强化的硬质合金及其制备方法和应用，该制备方法包括：(1)提供硬质合金基体；(2)将所述硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理，以便得到表面硬度强化的硬质合金。该方法可采用正常碳的普通硬质合金作为基体，且渗碳前后无需对合金进行磨削处理，制备工艺简单，过程控制简便，可实现规模化生产，同时采用的间歇式渗碳工艺保证了炉内气氛均匀，通过调整渗碳气氛也可控制硬质合金表面硬度强化层厚度及硬度。此外，采用本方法生产的硬质合金具备优异的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
Description
技术领域
本发明属于硬质合金领域，具体涉及一种表面硬度强化的硬质合金及其制备方法和应用。
背景技术
随着时代的发展，各行业对硬质合金提出了更高的要求，如何在保证韧性的前提下，尽可能提高硬质合金的耐磨性，来提高硬质合金使用性能和使用寿命，是硬质合金领域研究人员的一致追求。制备表面硬度强化的硬质合金，使硬质合金表面硬度提高，中间硬度降低，形成表面硬、中间韧的组织结构，可以显著提高硬质合金的使用性能和使用寿命。
表面硬度强化的硬质合金特别适用于矿山类硬质合金球齿，满足其对于耐磨性和抗冲击性的要求，国外已有多家公司开发此类合金的牌号，如瑞典的山特维克公司开发的(dual phase)DP55、DP60、DP65牌号，其耐磨性和韧性明显优于原有硬质合金，作业效率明显提升，费用大为降低。例如，在石灰石隧道钻孔中，使用DP55圆锥型齿的Φ45mm冲击钻头在钻进速度1.9m/min下平均寿命达到看3121m，而原有硬质合金牌号钻头在钻进速度1.48m/min下平均寿命只有1000m，在用DP60较重负荷球齿钻头在石英矿岩上凿孔时平均寿命为83m，而原有硬质合金钻头的平均寿命只有53m。
东华大学在申请号为201510672993.1的专利文献《一种梯度硬质合金刀具制备方法》中公开了一种梯度硬质合金刀具制备方法，该方法所涉及的渗碳合金基体是整体不含η相的贫碳硬质合金，同时需要对硬质合金基体进行磨削处理，渗碳处理后还需要对刀片进行精磨处理，而且这种工艺很难大批量生产，主要是因为炉内气氛难以达到均匀。
因此，现有的表面硬度强化的硬质合金的制备方法有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种表面硬度强化的硬质合金的制备方法和应用，该方法可采用正常碳的普通硬质合金作为基体，且渗碳前后无需对合金进行磨削处理，制备工艺简单，过程控制简便，可实现规模化生产，同时采用的间歇式渗碳工艺保证了炉内气氛均匀，通过调整渗碳气氛也可控制硬质合金表面硬度强化层厚度及硬度。此外，采用本方法生产的硬质合金具备优异的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备表面硬度强化的硬质合金的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)提供硬质合金基体；
(2)将所述硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理，以便得到表面硬度强化的硬质合金。
根据本发明实施例的制备表面硬度强化的硬质合金的方法，其采用的基体是正常碳含量的普通硬质合金，不需要制备不含η相的贫碳硬质合金，然后对硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理时，渗碳前后不需要对硬质合金基体进行任何磨削处理，就可以得到表面硬度强化的硬质合金，而且本申请采用的间歇式渗碳工艺能保证炉内气氛均匀，避免炉内出现碳沉积，从而避免引起炉内电弧效应，硬质合金表面硬度强化层厚度及硬度也可通过调整渗碳气氛控制。该方法制备工艺简单，过程控制简便，可实现规模化生产。由此，采用本方法生产的硬质合金具备优异的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
另外，根据本发明上述实施例的制备表面硬度强化的硬质合金的方法，还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述硬质合金基体采用下列步骤得到：将包括WC和Co的混合料经过球磨、喷雾制粒、模压后进行液相烧结，得到所述硬质合金基体。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，将所述硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理采用下列步骤进行：用石墨舟皿盛放所述硬质合金基体，放置于气体渗碳炉内，通过交替充入和排出富碳气氛气体进行所述间歇式气体渗碳处理。由此，可以提高硬质合金的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述充入富碳气氛气体后进行所述渗碳处理的时间为4～5分钟，进行两次所述渗碳处理的时间间隔为20～40秒。由此，可以提高硬质合金的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述富碳气氛气体为含有甲烷和氩气的混合气体。由此，可以提高硬质合金的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述富碳气氛气体中甲烷体积浓度为0.5～2.0％。由此，可以提高硬质合金的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述间歇式气体渗碳处理的温度为1390～1450℃，时间为1～2h，所述富碳气氛气体的充入流量为20～80L/min，所述气体渗碳炉内压力为1～2bar。由此，可以提高硬质合金的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种表面硬度强化的硬质合金。根据本发明的实施例，所述表面硬度强化的硬质合金采用上述的方法制备得到。由此，采用所述方法生产的硬质合金具备优异的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
另外，根据本发明上述实施例的表面硬度强化的硬质合金，还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述硬质合金表面的富碳低钴层的厚度为0.5～2.0mm。由此，可以提高硬质合金的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种硬质合金球齿。根据本发明的实施例，所述硬质合金球齿采用上述的硬质合金制备。由此，通过采用上述具有优异耐磨性、韧性和抗腐蚀性的表面硬度强化的硬质合金而制作的硬质合金球齿，在隧道钻孔过程中可以在较高钻进速度同时提高平均寿命，从而可以显著提高作业效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的制备表面硬度强化的硬质合金的方法流程示意图；
图2是实施例2制备表面硬度强化的硬质合金和普通硬质合金的显微硬度对比图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备表面硬度强化的硬质合金的方法。根据本发明的实施例，参考图1，所述方法包括：
S100：提供硬质合金基体
该步骤中，该硬质合金基体可以为市售普通WC-Co硬质合金产品或采用以下步骤得到。例如，其制备方法为将包括WC和Co的混合料经过球磨、喷雾制粒、模压后进行液相烧结，得到上述硬质合金基体。需要说明的是，该制备过程中WC和Co混料、球磨、喷雾制粒、模压和烧结均属于本领域常规操作，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，并且需要强调的是，本申请的制备过程中不需要制备不含η相的贫碳硬质合金，配碳范围广，适用性强。
S200：将上述硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理
该步骤中，将上述硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理，以便得到表面硬度强化的硬质合金。发明人发现，连续式渗碳工艺会导致炉内碳吸附、碳沉积，从而导致产品表面、炉内构件、特别是加热带、绝缘套环等出现碳吸附、沉积的情况。进一步地，产品表面碳吸附、沉积会导致渗碳过程受阻，炉内构件碳吸附、沉积会导致炉体寿命下降，加热带、绝缘套环碳吸附、碳沉积会导致电流短路。而间歇式渗碳工艺使用多达10个气体充入喷头，确保炉内气氛均匀，完成单个渗碳步骤后，将炉内气体全部抽走，然后再瞬间充入新的工艺气体，从而保证了炉内碳气氛可控，避免出现严重的碳吸附、碳沉积现象。
具体地，将上述硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理采用以下步骤进行：用石墨舟皿盛放上述硬质合金基体，放置于气体渗碳炉内，通过交替充入和排出富碳气氛气体进行上述间歇式气体渗碳处理，例如在渗碳过程中向渗碳炉内充入富碳气氛气体，而渗碳进行间隔时间后排出该富碳气氛气体，等待间隔时间再向渗碳炉内充入富碳气氛气体，依次交替进行充入和排出富碳气体以完成间隙式渗碳处理。优选地，所述充入富碳气氛气体后进行所述渗碳处理的时间为4～5分钟，进行两次所述渗碳处理的时间间隔为20～40秒。发明人发现，渗碳时间过长会导致渗碳程度不可控，且炉内碳沉积可能会导致加热带短路。由此，本申请采用的交替充入和排出富碳气氛气体进行上述间歇式气体渗碳处理可以避免产生碳沉积。
同时，值得注意的是，上述气体渗碳炉是指，具备均匀气氛气体氛围、最高烧结温度可达1430℃，同时可以承受10bar气体压力的渗碳炉。上述富碳气氛为含有甲烷和氩气的混合气体，在1390～1450℃下，甲烷产生裂解，发生反应：CH4→C+2H2，当炉内活性碳浓度高于硬质合金基体内碳浓度时，形成碳势差，碳原子从硬质合金表面渗入，同时驱动硬质合金的钴相向内部迁移，在硬质合金基体表面形成富碳低钴层。优选地，该混合气体中甲烷体积浓度为0.5～2.0％。发明人发现，甲烷浓度过高，会导致甲烷裂解产生的碳过多，炉内碳气氛过高；甲烷浓度过低，会导致甲烷裂解产生的碳浓度不够，不足以建立足够碳势差来支撑钴完成迁移。
进一步地，上述间歇式气体渗碳处理的温度为1390～1450℃，时间为1～2h，上述富碳气氛气体的充入流量为20～80L/min，所述气体渗碳炉内压力为1～2bar。发明人发现，渗碳温度1390～1450℃是根据钴的液相温度决定的，渗碳温度过低，钴呈固相；渗碳温度过高，钴容易出现变形且产品性能改变。渗碳时间和富碳气体充入时间是控制渗碳程度的关键，炉内压力是为了增加渗碳过程中碳势能。
根据本发明实施例的制备表面硬度强化的硬质合金的方法，其采用的基体是正常碳含量的普通硬质合金，不需要制备不含η相的贫碳硬质合金，然后对硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理时，渗碳前后不需要对硬质合金基体进行任何磨削处理，就可以得到表面硬度强化的硬质合金，而且本申请采用的间歇式渗碳工艺能保证炉内气氛均匀，间歇式渗碳工艺使用多达10个气体充入喷头，确保炉内气氛均匀，完成单个渗碳步骤后，将炉内气体全部抽走，然后再瞬间充入新的工艺气体，保证了炉内碳气氛可控，避免出现严重的碳吸附、碳沉积现象。硬质合金表面硬度强化层厚度及硬度也可通过调整渗碳气氛控制。该方法制备工艺简单，过程控制简便，可实现规模化生产。由此，采用本方法生产的硬质合金具备优异的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种表面硬度强化的硬质合金。根据本发明的实施例，上述表面硬度强化的硬质合金采用上述的方法制备得到。具体地，上述硬质合金表面的富碳低钴层的厚度为0.5～2.0mm，其硬度比其硬质合金基体提高了0.5～2.0HRA。由此，采用所述方法生产的硬质合金具备优异的耐磨性、韧性和抗腐蚀性。
需要说明的是，上述针对制备表面硬度强化的硬质合金的方法所描述的特征和优点同样适用于该表面硬度强化的硬质合金，此处不再赘述。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种硬质合金球齿。根据本发明的实施例，上述硬质合金球齿具有上述的硬质合金制备。由此，通过采用上述具有优异耐磨性、韧性和抗腐蚀性的表面硬度强化的硬质合金而制作的硬质合金球齿，在隧道钻孔过程中可以在较高钻进速度同时提高平均寿命，从而可以显著提高作业效率。需要说明的是，上述针对表面硬度强化的硬质合金及其制备方法所描述的特征和优点同样适用于该锂电池，此处不再赘述。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
将性能为相对磁饱和95％，矫顽磁力10.5KA/m，硬度为1500(HV3)，密度14.95g/cm3，金相无孔隙、无渗脱碳的普通硬质合金，用石墨舟皿盛放，放置于气体渗碳炉内，加热至1400℃，按照流量为60L/min充入包括甲烷和氩气的混合气体，其中混合气体中甲烷体积百分浓度为1.0vol.％，进行渗碳处理，充入富碳气氛气体后进行所述渗碳处理的时间为4分钟，进行两次所述渗碳处理的时间间隔为30秒。渗碳过程总时间为2小时，渗碳结束后充入10bar氩气保温30分钟，然后程序结束降温出炉。
经检测，硬质合金表面的富碳低钴层的厚度为0.2～0.3mm，硬质合金产品表面硬度为1590(HV3)，内部硬度为1500(HV3)，得到了表面硬度强化的硬质合金。
实施例2
将性能为相对磁饱和95％，矫顽磁力6.8KA/m，硬度为1200(HV3)，密度14.50g/cm3，金相无孔隙、无渗脱碳的普通硬质合金，用石墨舟皿盛放，放置于气体渗碳炉内，加热至1400℃，按照流量为60L/min充入包括甲烷和氩气的混合气体，其中混合气体中甲烷体积百分浓度为1.0vol.％，进行渗碳处理，充入富碳气氛气体后进行所述渗碳处理的时间为4分钟，进行两次所述渗碳处理的时间间隔为30秒。渗碳过程总时间为2小时，渗碳结束后充入10bar氩气保温30分钟，然后程序结束降温出炉。
经检测，硬质合金表面的富碳低钴层的厚度为0.2～0.3mm，硬质合金产品表面硬度为1280(HV3)，内部硬度为1200(HV3)，得到了表面硬度强化的硬质合金，其显微硬度与普通硬质合金的显微硬度参考图2所示，由图2可知，实施例2得到的表面硬度强化的硬质合金的表面显微硬度明显高于普通硬质合金，而二者中间硬度相当，即实施例2制备的表面硬度强化的硬质合金表面硬度高且中间硬度低。
实施例3
其与实施例2的区别在于渗碳处理温度为1390℃，包括甲烷和氩气的混合气体中甲烷体积百分浓度为2.0vol.％，进行渗碳处理，充入富碳气氛气体后进行所述渗碳处理的时间为4分钟，进行两次所述渗碳处理的时间间隔为30秒。渗碳过程总时间为1小时，渗碳结束后充入10bar氩气保温30分钟，然后程序结束降温出炉。
经检测，硬质合金表面的富碳低钴层的厚度为0.1～0.2mm，硬质合金产品表面硬度为1280(HV3)，内部硬度为1200(HV3)，得到了表面硬度强化的硬质合金。
实施例4
其与实施例2的区别在于渗碳处理温度为1450℃，包括甲烷和氩气的混合气体中甲烷体积百分浓度为0.5vol.％，进行渗碳处理，充入富碳气氛气体后进行所述渗碳处理的时间为4分钟，进行两次所述渗碳处理的时间间隔为30秒。渗碳过程总时间为1.5小时，渗碳结束后充入10bar氩气保温30分钟，然后程序结束降温出炉。
经检测，硬质合金表面的富碳低钴层的厚度为0.5～0.7mm，硬质合金产品表面硬度为1280(HV3)，内部硬度为1200(HV3)，得到了表面硬度强化的硬质合金。
实施例5
其与实施例2的区别在于渗碳处理温度为1420℃，包括甲烷和氩气的混合气体中甲烷体积百分浓度为1.5vol.％，进行渗碳处理，充入富碳气氛气体后进行所述渗碳处理的时间为4分钟，进行两次所述渗碳处理的时间间隔为30秒。渗碳过程总时间为1.25小时，渗碳结束后充入10bar氩气保温30分钟，然后程序结束降温出炉。
经检测，硬质合金表面的富碳低钴层的厚度为0.4～0.6mm，硬质合金产品表面硬度为1280(HV3)，内部硬度为1200(HV3)，得到了表面硬度强化的硬质合金。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种制备表面硬度强化的硬质合金的方法，其特征在于，包括：
(1)提供硬质合金基体；
(2)将所述硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理，以便得到表面硬度强化的硬质合金。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述硬质合金基体采用下列步骤得到：
将包括WC和Co的混合料经过球磨、喷雾制粒、模压后进行液相烧结，得到所述硬质合金基体。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，将所述硬质合金基体进行间歇式气体渗碳处理采用下列步骤进行：
用石墨舟皿盛放所述硬质合金基体，放置于气体渗碳炉内，通过交替充入和排出富碳气氛气体进行所述间歇式气体渗碳处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述充入富碳气氛气体后进行所述渗碳处理的时间为4～5分钟，进行两次所述渗碳处理的时间间隔为20～40秒。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述富碳气氛气体为含有甲烷和氩气的混合气体。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述富碳气氛气体中甲烷体积浓度为0.5～2.0％。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述间歇式气体渗碳处理的温度为1390～1450℃，时间为1～2h，所述富碳气氛气体的充入流量为20～80L/min，所述气体渗碳炉内压力为1～2bar。
8.一种表面硬度强化的硬质合金，其特征在于，所述表面硬度强化的硬质合金采用权利要求1-7中任一项所述的方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的硬质合金，其特征在于，所述硬质合金表面的富碳低钴层的厚度为0.5～2.0mm。
10.一种硬质合金球齿，其特征在于，所述硬质合金球齿采用权利要求8或9所述的硬质合金制备得到。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6328853A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | Daido Steel Co Ltd | バツチ式浸炭方法 |
| JP2004332074A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Toho Gas Co Ltd | 浸炭方法 |
| DE102007047074A1 (de) * | 2007-10-01 | 2009-04-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Aufkohlung von Werkstücken sowie Verwendung |
| CN106637052A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-10 | 潜江新锐硬质合金工具有限公司 | 一种提高低碳硬质合金碳势的方法 |
| CN107740032A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-02-27 | 成都万可瑞特金属科技有限公司 | 真空低压超浅层渗碳热处理方法 |
| CN108149183A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 中石化石油机械股份有限公司 | 一种表层硬度梯度分布的硬质合金及其制备方法 |
-
2020
- 2020-12-08 CN CN202011442223.5A patent/CN112725723A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6328853A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | Daido Steel Co Ltd | バツチ式浸炭方法 |
| JP2004332074A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Toho Gas Co Ltd | 浸炭方法 |
| DE102007047074A1 (de) * | 2007-10-01 | 2009-04-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Aufkohlung von Werkstücken sowie Verwendung |
| CN106637052A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-10 | 潜江新锐硬质合金工具有限公司 | 一种提高低碳硬质合金碳势的方法 |
| CN107740032A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-02-27 | 成都万可瑞特金属科技有限公司 | 真空低压超浅层渗碳热处理方法 |
| CN108149183A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 中石化石油机械股份有限公司 | 一种表层硬度梯度分布的硬质合金及其制备方法 |
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