TW201823483A - 超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的製備方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的製備方法，包括分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料、球磨、過篩、入蠟乾燥等環節獲得超粗晶粒硬質合金混合料，超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的底層混合料WC粉粒徑d底 為6-16μm、頂層混合料WC粉粒徑d頂 為0.6-6μm，裝模壓制和燒結，製備的超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模，抗衝擊性能好，產品性能一致性高。

Description

超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的製備方法
本發明涉及硬質合金技術領域，具體涉及一種超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的製備方法。
硬質合金是高硬度、高強度、高耐磨的材料，在現代工業的眾多領域都得到了廣泛應用。硬質合金產品通常是以高硬度難熔金屬的碳化物微米級粉末為主要成分，以鈷或鎳為粘結劑，在真空爐或氫氣燒結爐中燒結而成的粉末冶金製品。在硬質合金技術領域，通常將WC晶粒度大於5μm的硬質合金定義為超粗晶粒硬質合金。超粗晶粒硬質合金產品廣泛應用於石油鑽齒、截煤機齒、路面冷銑刨機齒、衝壓模具、軋輥等領域。
硬質合金生產一般包括混合料製備、壓坯成型和燒結三大階段。傳統的超粗晶粒WC-Co硬質合金鑽尾模生產過程，是將超粗晶粒WC-Co硬質合金燒結成塊狀後，再用放電加工等機械加工方法將塊狀材料加工成鑽尾模，效率低、浪費材料、成本非常高。梯度複合型硬質合金產品既具有單一材質硬質合金輥環的優點，又具有良好強度和抗衝擊的優點。中國專利CN103817150公開了一種梯度結構型硬質合金輥環包括輥環外層和輥環芯部，輥環外層配置在輥環芯部的外表面，在輥環外層同輥環芯部之間有互熔層，在輥環外層和輥環芯部之間形成成分梯度，輥環外層和輥環芯部的成分不同，將摻蠟乾燥後的輥環外層球磨混料和摻蠟乾燥後的輥環芯部球磨混料分層鋪疊裝粉，冷壓成型為輥環坯料，經燒結獲得最終產品。其缺點在於，採用成分梯度獲得複合型硬質合金產品，燒結過程中會發生由於濃度梯度導致的成分擴散，細微的工藝差別會導致擴散情況差異很大，造成最終的產品性能一致性難以控制。鑒於此，本專利提出一種基於不同原料分層壓制，形成梯度超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模製備方法。
本發明的目的在於提供一種超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的製備方法，具體技術方案為：
一種超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的製備方法，包括以下步驟：
（1）製備底層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d底 為6-16μm，將混合均勻後的原料進行濕法球磨，濕法球磨結束後將濕法球磨後的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩後的混合料進行真空乾燥，將真空乾燥後的混合料進行第二次過篩，然後入蠟乾燥，獲得底層超粗晶粒硬質合金混合料；
（2）製備頂層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d頂 為0.6-6μm，將混合均勻後的原料進行濕法球磨，濕法球磨結束後將濕法球磨後的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩後的混合料進行真空乾燥，將真空乾燥後的混合料進行第二次過篩，然後入蠟乾燥，獲得頂層超粗晶粒硬質合金混合料；
（3）裝模壓制：先將適量底層超粗晶粒硬質合金混合料裝入成型模具，施加50-140MPa的壓力壓制，再將適量頂層超粗晶粒硬質合金混合料裝入模具置於已經壓實的底層超粗晶粒硬質合金混合料上方，施加壓力100-140MPa將成型模具內的混合料壓實，獲得超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模壓坯；
（4）燒結：將超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模坯體，以1~3℃/min的速度升溫，首先升溫至300℃並保溫250~300min，然後繼續升溫至1400-1450℃並保溫燒結30-50min，然後以1℃/min降溫，獲得燒結後的超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模。
所述的裝模壓制，還包括，底層超粗晶粒硬質合金混合料的重量為頂層超粗晶粒硬質合金混合料的2~3倍。
所述頂層超粗晶粒硬質合金的硬度大於所述底層超粗晶粒硬質合金的硬度。
本發明的技術方案具有如下優點：
製備的超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模，硬度分佈呈梯度分佈，硬度自上而下由高到低，抗衝擊性能好，使用壽命長；不存在燒結過程中的成分擴散問題，產品性能一致性高。
以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
請參考圖1，超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模分為頂層1和底層2。一種超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的製備方法，包括以下步驟：
（1）製備底層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d底 為6-16μm，將混合均勻後的原料進行濕法球磨，濕法球磨結束後將濕法球磨後的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩後的混合料進行真空乾燥，將真空乾燥後的混合料進行第二次過篩，然後入蠟乾燥，獲得底層超粗晶粒硬質合金混合料；
（2）製備頂層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d頂 為0.6-6μm，將混合均勻後的原料進行濕法球磨，濕法球磨結束後將濕法球磨後的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩後的混合料進行真空乾燥，將真空乾燥後的混合料進行第二次過篩，然後入蠟乾燥，獲得頂層超粗晶粒硬質合金混合料；
（3）裝模壓制：先將適量底層超粗晶粒硬質合金混合料裝入成型模具，施加140MPa的壓力壓制，再將適量頂層超粗晶粒硬質合金混合料裝入模具置於已經壓實的底層超粗晶粒硬質合金混合料上方，施加壓力100-140MPa將成型模具內的混合料壓實，獲得超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模壓坯；
（4）燒結：將超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模坯體，以1~3℃/min的速度升溫，首先升溫至300℃並保溫250~300min，然後繼續升溫至1400-1450℃並保溫燒結30-50min，然後以1℃/min降溫，獲得燒結後的超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模。
所述的裝模壓制，還包括，底層超粗晶粒硬質合金混合料的重量為頂層超粗晶粒硬質合金混合料的2~3倍。
所述頂層1超粗晶粒硬質合金的硬度大於所述底層2超粗晶粒硬質合金的硬度。
本發明的技術方案具有如下優點：
製備的超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模，硬度分佈呈梯度分佈，硬度自上而下由高到低，抗衝擊性能好，使用壽命長；不存在燒結過程中的成分擴散問題，產品性能一致性高。
雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬於本發明要求保護的範圍。
(1)‧‧‧頂層
(2)‧‧‧底層
圖1超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模示意圖。

Claims (2)

  1. 一種超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟： （1）製備底層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d底 為6-16μm，將混合均勻後的原料進行濕法球磨，濕法球磨結束後將濕法球磨後的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩後的混合料進行真空乾燥，將真空乾燥後的混合料進行第二次過篩，然後入蠟乾燥，獲得底層超粗晶粒硬質合金混合料； （2）製備頂層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d頂 為0.6-6μm，將混合均勻後的原料進行濕法球磨，濕法球磨結束後將濕法球磨後的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩後的混合料進行真空乾燥，將真空乾燥後的混合料進行第二次過篩，然後入蠟乾燥，獲得頂層超粗晶粒硬質合金混合料； （3）裝模壓制：先將適量底層超粗晶粒硬質合金混合料裝入成型模具，施加140MPa的壓力壓制，再將適量頂層超粗晶粒硬質合金混合料裝入模具置於已經壓實的底層超粗晶粒硬質合金混合料上方，施加壓力100-140MPa將成型模具內的混合料壓實，獲得超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模壓坯； （4）燒結：將超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模坯體，以1~3℃/min的速度升溫，首先升溫至300℃並保溫250~300min，然後繼續升溫至1400-1450℃並保溫燒結30-50min，然後以1℃/min降溫，獲得燒結後的超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模。
  2. 如請求項1所述的超粗晶粒硬質合金梯度鑽尾模的製備方法，其特徵在於，所述的裝模壓制，還包括，底層超粗晶粒硬質合金混合料的重量為頂層超粗晶粒硬質合金混合料的2~3倍。
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