CN1687473A - 硬质合金、硬质合金刀头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬质合金，它主要成分及配比为碳化钨50.5～74.5％、碳化钽3.5～8.5％、钴6～12％、及碳化钨－碳化钛固溶体16～29％。本发明还公开了一种用上述硬质合金制成的硬质合金刀头以及该刀头的制造方法。本发明的优点在于：增加了由碳化钨与碳化钛在2000～2500℃的高温加热下形成的固溶体和碳化钽，并选用了粒度更小的碳化钨粉，改善了本硬质合金刀头的红硬性、耐磨性和高温强度性等性能，经特殊工艺制成的硬质合金刀头，与同类普通硬质合金刀头相比其强度提高15％，硬度提高5－9％，冲击韧性提高15－30％，抗断能力更为明显，可提高6倍之多。

Description

硬质合金、硬质合金刀头及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种合金，特别是涉及一种硬质合金，本发明还涉及一种硬质合金刀头，本发明还涉及该硬质合金刀头的制造方法。

背景技术

传统的切削(割)硬质合金刀头，如YG6、YG8、YT等牌号的硬质合金刀头，主要成分是碳化钨和钴，这种类型的硬质合金刀头普遍存在红硬性方面较差、耐磨性和强度方面不足等问题，其使用范围虽然广泛，但主要适宜使用在有色金属和低塑性铸铁等短切削材料的加工。在切削加工钢材、铝合金材和建筑装饰业中的中、高密度纤维板时，由于长切削及连续切削加工的特点，使切削温度升高，在高温下切削，其硬度和强度急剧下降，容易产生切瘤和月牙洼磨损，同时严重影响了刀具材料的耐磨性和使用寿命。

发明内容

本发明的第一个目的在于克服上述现有技术存在的不足之处，提供一种红硬性好、具有高的耐磨性的硬质合金材料。

本发明的第二个目的在于提供一种红硬性好、具有高的耐磨性，主要用于不锈钢为主的黑色金属切割的硬质合金刀头。

本发明的第三个目的在于提供一种硬质合金刀头的制造方法。

本发明的第一个目的通过以下技术方案予以实现：

本发明的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨(WC)、碳化钽(TaC)、钴(Co)以及碳化钨(WC)—碳化钛(TiC)固溶体(CK)等。

所述的固溶体(CK)是将碳化钨(WC)和碳化钛(TiC)在2000～2500℃的高温加热下形成的。

上述硬质合金所含成分按重量百分比计算的配比是：碳化钨50.5～74.5％、碳化钽(TaC)3.5～8.5％、钴(Co)6～12％、固溶体(CK)16～29％。

所述的碳化钨是粒度为0.4～1.0μm的碳化钨粉。

所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。

本发明的第二个目的通过以下技术方案予以实现：

一种硬质合金刀头，由硬质合金制成，其特征在于：所述的硬质合金的主要成分包含碳化钨、碳化钽、钴以及碳化钨—碳化钛固溶体等。

所述的固溶体是将碳化钨和碳化钛在2000～2500℃的高温加热下形成的。

上述硬质合金所含成分按重量百分比计算的配比是：碳化钨50.5～74.5％、碳化钽3.5～8.5％、钴6～12％、固溶体16～29％。

所述的碳化钨是粒度为0.4～1.0μm的碳化钨粉。

所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。

本发明的第三个目的通过以下技术方案予以实现：

一种硬质合金刀头的生产方法，它包括以下步骤：

制造碳化钨—碳化钛固溶体等：将碳化钨、碳化钛混合均匀，并在2000℃～2500℃的高温中加热，形成碳化钨—碳化钛固溶体化合物；

粉料混合：将碳化钨、碳化钽、钴以及碳化钨—碳化钛固溶体放入球磨机中混磨90～100小时，卸料、干燥、过筛；

加成型剂：在混磨好的粉料中按常规方法加入SBS成型剂；

压制——将加了成型剂的粉料压制成毛胚；

烧结——采用“淬火—回火”工艺，将压制成型的毛胚在1400-1460℃的温度下烧结成硬质合金刀头，然后取出淬火，并在600-750℃下进行回火，消除淬火后的应力，控制饱和固溶体的分解与弥散析出；

表面处理——对硬质合金刀头成品作常规的表面处理，再进行包装出厂。

经过此工艺处理的硬质合金刀头，其强度提高15％，硬度提高5-9％，冲击韧性提高15-30％，抗断能力更为明显，可达提高6倍。

本发明的优点在于：增加了由碳化钨与碳化钛在2000～2500℃的高温加热下形成的固溶体和碳化钽，并选用了粒度更小的碳化钨粉，改善了本硬质合金刀头的红硬性、耐磨性和高温强度性等性能，经特殊工艺制成的硬质合金刀头，与同类普通硬质合金刀头相比其强度提高15％，硬度提高5-9％，冲击韧性提高15-30％，抗断能力更为明显，可提高6倍之多。本硬质合金既保留了传统牌号合金及K类合金所具有的好的韧性，又克服了传统牌号的不足。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一

本实施例的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨、碳化钨与碳化钛在2000℃的高温加热下形成的固溶体、碳化钽、钴，所述成分按重量百分比计算的配比是：固溶体16％，碳化钽3.5％、钴6％，碳化钨74.5％，所述的碳化钨是粒度为0.4μm的碳化钨粉。

实施例二

本实施例的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨、碳化钨与碳化钛在2500℃的高温加热下形成的固溶体、碳化钽、钴，所述成分按重量百分比计算的配比是：固溶体29％，碳化钽8.5％、钴12％，碳化钨50.5％，所述的碳化钨是粒度为1.0μm的碳化钨粉，所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。

实施例三

本实施例的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨、碳化钨与碳化钛在2300℃的高温加热下形成的固溶体、碳化钽、钴，所述成分按重量百分比计算的配比是：固溶体19％，碳化钽5.5％、钴9％，碳化钨66.5％，所述的碳化钨是粒度为1.0μm的碳化钨粉，所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。

实施例四

本实施例的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨、碳化钨与碳化钛在2000℃的高温加热下形成的固溶体、碳化钽、钴，所述成分按重量百分比计算的配比是：固溶体23％，碳化钽7％、钴10％，碳化钨60％，所述的碳化钨是粒度为0.8μm的碳化钨粉，所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。

实施例五

本实施例的一种硬质合金刀头，它是由上述实施例一至四的硬质合金制成的。

实施例六

上述实施例五的硬质合金刀头的制造方法，它包括以下步骤：

制造碳化钨—碳化钛固溶体等：将碳化钨、碳化钛混合均匀，并在2000℃～2500℃的高温中加热，形成碳化钨—碳化钛固溶体化合物；

粉料混合：将碳化钨、碳化钽、钴以及碳化钨—碳化钛固溶体放入球磨机中混磨90～100小时，卸料、干燥、过筛；

加成型剂：在混磨好的粉料中按常规方法加入SBS成型剂；

压制——将加了成型剂的粉料压制成毛胚；

烧结——采用“淬火—回火”工艺，将压制成型的毛胚在1400-1460℃的温度下烧结成硬质合金刀头，然后取出淬火，并在600-750℃下进行回火，消除淬火后的应力，控制饱和固溶体的分解与弥散析出；

表面处理——对硬质合金刀头成品作常规的表面处理，再进行包装出厂。

Claims (10)

1.本发明的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨、碳化钽、钴以及碳化钨—碳化钛固溶体。

2.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述的固溶体是将碳化钨和碳化钛在2000～2500℃的高温加热下形成的。

3.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述硬质合金所含成分按重量百分比计算的配比是：碳化钨50.5～74.5％、碳化钽3.5～8.5％、钴6～12％、固溶体16～29％。

4.根据权利要求1或2或3所述的硬质合金，其特征在于：所述的碳化钨是粒度为0.4～1.0μm的碳化钨粉。

5.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。

6.一种硬质合金刀头，由硬质合金制成，其特征在于：所述的硬质合金的主要成分包含碳化钨、碳化钽、钴以及碳化钨—碳化钛固溶体。

7.根据权利要求6所述的硬质合金刀头，其特征在于：所述的固溶体是将碳化钨和碳化钛在2000～2500℃的高温加热下形成的。

8.根据权利要求6所述的硬质合金刀头，其特征在于：所述硬质合金所含成分按重量百分比计算的配比是：碳化钨50.5～74.5％、碳化钽3.5～8.5％、钴6～12％、固溶体16～29％。

9.根据权利要求6或7或8所述的硬质合金刀头，其特征在于：所述的碳化钨是粒度为0.4～1.0μm的碳化钨粉。

10.一种硬质合金刀头的生产方法，它包括以下步骤：

制造碳化钨—碳化钛固溶体：将碳化钨、碳化钛混合均匀，并在2000℃～2500℃的高温中加热，形成碳化钨—碳化钛固溶体化合物；

粉料混合：将碳化钨、碳化钽、钴以及碳化钨—碳化钛固溶体放入球磨机中混磨90～100小时，卸料、干燥、过筛；

加成型剂：在混磨好的粉料中按常规方法加入SBS成型剂；

压制——将加了成型剂的粉料压制成毛胚；

烧结——采用“淬火—回火”工艺，将压制成型的毛胚在1400-1460℃的温度下烧结成硬质合金刀头，然后取出淬火，并在600-750℃下进行回火，消除淬火后的应力，控制饱和固溶体的分解与弥散析出；

表面处理——对硬质合金刀头成品作常规的表面处理，再进行包装出厂。