TWI687272B - 梯度硬質合金鑽尾模 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種梯度硬質合金鑽尾模，包括一用硬質合金製成的底座，所述底座上設置有一模胚，所述底座上還設置有一卸料槽，所述卸料槽包括豎槽和連接豎槽中部的橫槽，所述豎槽兩端分別與底座前後兩相對側壁相連通，所述橫槽一端與底座右側壁相連通，其特徵在於，所述模胚的頂面與底座頂面平齊，所述模胚從底座頂面沉入底座內部，所述模胚的左側面與底座左側壁相平齊，所述模胚的右側面與卸料槽之間相距1~5mm，所述模胚的硬度高於底座的硬度，所述模胚與底座通過高溫燒結實現結合。

Description

梯度硬質合金鑽尾模
本發明涉及硬質合金技術領域，具體涉及一種梯度硬質合金鑽尾模。
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，在真空爐或氫氣燒結爐中燒結而成的粉末冶金製品。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。
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。
中國專利CN201611158327.7，是對上述問題的一種解決方案，但是經過一段時間使用後，發現該鑽尾模在使用中，因上下層材質不同並壓實在一塊，導致在使用時應力集中在結合面，該結合面受純剪應力的作用，結合面兩側容易發生破裂，導致模具使用壽命減少，針對該情況，申請人經大量研究後發明了一種新的梯度硬質合金鑽尾模製備結構。
本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明所要解決的技術問題是提供一種梯度硬質合金鑽尾模，受力均勻，使用壽命長。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種梯度硬質合金鑽尾模，包括一用硬質合金製成的底座，所述底座上設置有一模胚，所述底座上還設置有一卸料槽，所述卸料槽包括豎槽和連接豎槽中部的橫槽，所述豎槽兩端分別與底座前後兩相對側壁相連通，所述橫槽一端與底座右側壁相連通，所述模胚從底座頂面沉入底座內部，所述模胚的左側面與底座左側壁相平齊，所述模胚的右側面與卸料槽之間不連通，所述模胚的硬度高於底座的硬度，所述模胚與底座通過高溫燒結實現結合。
進一步優選的，所述模胚的頂面與底座頂面平齊。
進一步優選的，所述模胚的右側面與卸料槽之間相距1~5mm。
進一步優選的，所述模胚的頂面與底座頂面不平齊。
進一步優選的，所述底座的硬質合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成，其中WC粉粒徑d底為6-16μm。
進一步優選的，所述模胚的硬質合金均由WC粉、Co粉和VC粉構成，其中WC粉粒徑d頂為0.6-6μm。
進一步優選的，所述卸料槽為橫槽。
進一步優選的，所述模胚與底座左側面的交線輪廓呈多邊形，或者由多段弧線組成，或者由多段曲線組成，或者由直線和弧線組成，或者由直線和曲線組成，或者由弧線和曲線組成，或者直線、曲線和弧線組成。
進一步優選的，所述模胚與底座頂面的交線輪廓呈多邊形，或者由多段弧線組成，或者由多段曲線組成，或者由直線和弧線組成，或者由直線和曲線組成，或者由弧線和曲線組成，或者直線、曲線和弧線組成。進一步優選的，所述模胚的縱剖面輪廓大小從左向右始終相等。
進一步優選的，所述模胚的縱剖面輪廓大小從左向右不是始終相等。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明通過在硬度較低的底座上設置一個硬度較高的硬質合金模胚，應力狀況不再是承受在水平面上的剪切應力，模具使用壽命明顯增長。
下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。
實施例一：如圖1至圖3所示，一種梯度硬質合金鑽尾模，包括一用硬質合金製成的底座1，所述底座上設置有一模胚2，所述底座1上還設置有一卸料槽3，所述卸料槽3包括豎槽31和連接豎槽31中部的橫槽32，所述豎槽31兩端分別與底座1前後兩相對側壁相連通，所述橫槽32一端與底座1右側壁相連通，所述模胚2從底座1頂面沉入底座1內部，所述模胚2的左側面與底座1左側壁相平齊，所述模胚2的右側面與卸料槽3豎槽31之間不連通，所述模胚2的硬度高於底座1的硬度，所述模胚2與底座1通過高溫燒結實現結合。
所述模胚2的頂面與底座1頂面平齊。
所述模胚2的右側面與卸料槽3豎槽31之間相距5mm。
所述底座1的硬質合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成，其中WC粉粒徑d底為6μm。
所述模胚2的硬質合金均由WC粉、Co粉和VC粉構成，其中WC粉粒徑d頂為0.6μm。
所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓呈半圓形。
所述模胚2沿圖1中B-B縱剖面輪廓大小從左向右始終相等。
該梯度硬質合金鑽尾模，按以下步驟進行製作：
（1）製備底座1的混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉（或用VC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，獲得底座的硬質合金混合料；
（2）製備模胚2混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉（或用VC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，獲得模胚的硬質合金混合料；
（3）裝模壓制：先將適量底座的硬質合金混合料裝入成型模具，施加140MPa的壓力壓制，並在底座上部壓制一半圓形凹槽和卸料槽3（其相關參數按設定值選取），再將適量模胚2的硬質合金混合料裝入模具置於凹槽，施加壓力100-140MPa將成型模具內的混合料壓實，獲得梯度硬質合金鑽尾模壓坯；
（4）燒結：將梯度硬質合金鑽尾模壓坯，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，獲得燒結後的梯度硬質合金鑽尾模。
通過在較低硬度的底座1上設置一個半圓形的高硬度的模胚2，模胚2的圓弧形接觸面將應力分散在模胚2餘底座1相結合的介面上，避免了剪切應力，模具使用壽命明顯增長。
實施例二：如圖4所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓呈U形，底部為半圓形，上部兩側壁豎直平行。
所述模胚2的右側面與卸料槽3豎槽31之間相距1mm。
所述底座1的硬質合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成，其中WC粉粒徑d底為16μm。
所述模胚2的硬質合金均由WC粉、Co粉和VC粉構成，其中WC粉粒徑d頂為6μm。
其餘相同。
實施例三：如圖1和圖5所示，與實施例二區別在於其模胚2結構，所述模胚2沿圖1中B-B縱剖面輪廓大小從左向右不是始終相等。
所述模胚2的右側面與卸料槽3豎槽31之間相距3mm。
所述底座1的硬質合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成，其中WC粉粒徑d底為11μm，
所述模胚2的硬質合金均由WC粉、Co粉和VC粉構成，其中WC粉粒徑d頂為3.5μm。
其餘相同。
實施例四：如圖6所示，與實施例二區別在於其所述模胚2的頂面與底座1頂面不平齊。
所述模胚2的右側面與卸料槽3豎槽31之間相距4mm。
所述底座1的硬質合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成，其中WC粉粒徑d底為13μm，
所述模胚2的硬質合金均由WC粉、Co粉和VC粉構成，其中WC粉粒徑d頂為3μm。
其餘相同。
實施例五：如圖7所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓為多邊形。所述模胚2的右側面與卸料槽3豎槽31之間相距2mm。
其餘相同。
實施例六：如圖8所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓為多邊形。
其餘相同。
實施例七：如圖9所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓由直線和弧線組成。
其餘相同。
實施例八：如圖10所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓由直線和弧線組成。
其餘相同。
實施例九：如圖11所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓由直線和曲線組成。
其餘相同。
實施例十：如圖12所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓由多段弧線組成。
其餘相同。
實施例十一：如圖13所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓由弧線和曲線組成。
其餘相同。
實施例十二：如圖14所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1左側面的交線輪廓由直線、弧線和曲線組成。
其餘相同。
實施例十三：如圖15所示，與實施例一區別在於其模胚2結構，所述模胚2與底座1頂面的交線輪廓由直線和弧線組成。
其餘相同。
實施例十四：如圖16所示，與實施例一區別在於其卸料槽3為橫槽。其餘相同。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
1‧‧‧底座2‧‧‧模胚3‧‧‧卸料槽31‧‧‧豎槽32‧‧‧橫槽
圖1為本發明實施例一梯度硬質合金鑽尾模示意圖。 圖2為本發明實施例一梯度硬質合金鑽尾模沿圖1中A-A的剖面視圖。 圖3為本發明實施例一梯度硬質合金鑽尾模沿圖1中B-B的剖面視圖。 圖4為本發明實施例二梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖5為本發明實施例三梯度硬質合金鑽尾模圖1中B-B的剖面視圖。 圖6為本發明實施例四梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖7為本發明實施例五梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖8為本發明實施例六梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖9為本發明實施例七梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖10為本發明實施例八梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖11為本發明實施例九梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖12為本發明實施例十梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖13為本發明實施例十一梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖14為本發明實施例十二梯度硬質合金鑽尾模左視示意圖。 圖15為本發明實施例十三梯度硬質合金鑽尾模示意圖。 圖16為本發明實施例十四梯度硬質合金鑽尾模示意圖。
1‧‧‧底座
2‧‧‧模胚
3‧‧‧卸料槽
31‧‧‧豎槽
32‧‧‧橫槽

Claims (8)

  1. 一種梯度硬質合金鑽尾模，包括一用硬質合金製成的底座，所述底座上設置有一模胚，所述底座上還設置有一卸料槽，所述卸料槽包括一豎槽和連接所述豎槽中部的一橫槽，所述豎槽兩端分別與所述底座前後兩相對側壁相連通，所述橫槽一端與所述底座右側壁相連通，其特徵在於，所述模胚從所述底座頂面沉入所述底座內部，所述模胚的左側面與所述底座左側壁相平齊，所述模胚的右側面與所述卸料槽之間不連通，所述模胚的硬度高於所述底座的硬度，所述模胚與所述底座通過高溫燒結實現結合，其中，所述模胚與所述底座左側面的交線輪廓呈多邊形，或者由多段弧線組成，或者由多段曲線組成，或者由直線和弧線組成，或者由直線和曲線組成，或者由弧線和曲線組成，或者直線、曲線和弧線組成。
  2. 如請求項1所述的梯度硬質合金鑽尾模，其中，所述模胚的頂面與所述底座頂面平齊。
  3. 如請求項1所述的梯度硬質合金鑽尾模，其中，所述模胚的右側面與所述卸料槽之間相距1~5mm。
  4. 如請求項1所述的梯度硬質合金鑽尾模，其中，所述模胚的頂面與所述底座頂面不平齊。
  5. 如請求項1所述的梯度硬質合金鑽尾模，其中，所述底座的硬質合金由WC粉、Co粉和Cr3C2粉構成，其中WC粉粒徑(d底)為6-16μm，所述模胚的硬質合金均由WC粉、Co粉和VC粉構成，其中WC粉粒徑(d頂)為0.6-6μm。
  6. 如請求項1所述的梯度硬質合金鑽尾模，其中，所述卸料槽為橫槽。
  7. 如請求項1至6中任一項所述的梯度硬質合金鑽尾模，其中，所述模胚的縱剖面輪廓大小從左向右始終相等。
  8. 如請求項1至6中任一項所述的梯度硬質合金鑽尾模，其中，所述模胚的縱剖面輪廓大小從左向右不是始終相等。
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