一种合金柱及其制造方法技术

本发明专利技术属于粉末冶金领域。公开了一种合金柱，包括上段、中段、下段成分不同的三段，上段由以下原材料制得：金刚石、碳化钨以及WBn(Me)；中段由以下原材料制得：碳化钨以及WBn(Me)；下段由以下原材料制得：铁锰合金粉以及WBn(Me)。本发明专利技术还公开了一种合金柱的制造方法，将合金柱三段的原材料用四柱压机在磨具中压制成柱状，脱蜡后装入复合叶腊石中使用六面顶压机升温升压烧结，泄压后取出。本发明专利技术的合金柱制造费用低，且兼具耐磨性与韧性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粉末冶金领域，尤其涉及一种合金柱及其制造方法。
技术介绍
工业金刚石作为世界上最硬的基础材料已经广泛应用于各行各业。经过十几年的快速发展，我国2015年金刚石总产量已达到200亿克拉，产能及质量世界第一。当前，矿山开采及煤炭开采中需要使用大量的孕镶合金及金刚石复合片，其中，孕镶合金主要指的是碳化钨合金和碳化钛合金，碳化钨合金和碳化钛合金均由真空或惰性气体保护烧结完成，因此，原材料价格及工艺方案造成制造费用高，而且产品耐磨性与韧性不能兼得；而金刚石复合片是金刚石与碳化钨合金的高温高压复合烧结材料，产品耐磨性与韧性也不能兼得。有鉴于此，提供一种耐磨性与韧性可兼得的合金柱及其制造方法实为必要。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种兼具耐磨性与韧性的合金柱及其制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：一种合金柱，包括上段、中段、下段成分不同的三段，上段由以下原材料制得：金刚石、碳化钨以及WBn(Me)；中段由以下原材料制得：碳化钨以及WBn(Me)；下段由以下原材料制得：铁锰合金粉以及WBn(Me)。可选地，上述WBn(Me)为：WB(Me)或者WB2(Me)，粒度范围为：1.0-10.0微米。可选地，上述上段合金柱中WBn(Me)占碳化钨重量的百分比为1.0％-2.0％，中段合金柱中WBn(Me)占碳化钨重量的百分比为3.0％-5.0％，下段合金柱中WBn(Me)占铁锰合金重量的百分比为10.0％-20.0％。可选地，上述WBn(Me)为WB(Me)，粒度为10微米，上段合金柱中WB(Me)占碳化钨重量的百分比为1.0％，中段合金柱中WB(Me)占碳化钨重量的百分比为3.0％，下段合金柱中WB(Me)占铁锰合金重量的百分比为10.0％。可选地，上述WBn(Me)为WB2(Me)，粒度为1微米，上段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为2.0％，中段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为5.0％，下段合金柱中WB2(Me)占铁锰合金重量的百分比为20.0％。可选地，上述WBn(Me)为WB(Me)，粒度为5微米，上段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为1.5％，中段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为4.0％，下段合金柱中WB2(Me)占铁锰合金重量的百分比为15.0％。可选地，上述WBn(Me)为WB(Me)，粒度为3微米，上段合金柱中WB(Me)占碳化钨重量的百分比为1.8％，中段合金柱中WB(Me)占碳化钨重量的百分比为4.5％，下段合金柱中WB(Me)占铁锰合金重量的百分比为17.0％。可选地，上述WBn(Me)为WB(Me)，粒度为8微米，上段合金柱中WB(Me)占碳化钨重量的百分比为1.2％，中段合金柱中WB(Me)占碳化钨重量的百分比为3.2％，下段合金柱中WB(Me)占铁锰合金重量的百分比为12.0％。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供以下技术方案：一种合金柱的制造方法，所述合金柱包括上段、中段、下段成分不同的三段，上段由以下原材料制得：金刚石、碳化钨以及WBn(Me)，WBn(Me)占碳化钨的重量百分比为1.0％-2.0％；中段由以下原材料制得：碳化钨以及WBn(Me)，WBn(Me)占碳化钨的重量百分比为3.0％-5.0％；下段由以下原材料制得：铁锰合金粉以及WBn(Me)，WBn(Me)占碳化钨的重量百分比为10.0％-20.0％，用四柱压机在磨具中将上述原材料压制成柱状，脱蜡后装入复合叶腊石中使用六面顶压机升温升压烧结，泄压后取出。可选地，上述升温升压烧结包括：首先2分钟升压到70Mpa，保压5秒之后开始加热，10秒将加热器输出电流升到1080安培，保温8分钟后再将电流110秒升到1450安培，恒温5分钟停止供热，功率恢复到0，接着两分钟后泄压，压力恢复到0，烧结全过程按照提供电流的时间算，共15分钟。与现有技术相比较，本专利技术实施例在所述三段成分不同的材料中加入重量比不同的WBn(Me)可同时提高各段韧性及相互间的结合强度，从而提高整个合金柱的耐磨性及韧性。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的合金柱制造方法中升温升压烧结的工艺图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、方法方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种合金柱，包括上段、中段、下段成分不同的三段，上段由以下原材料制得：金刚石、碳化钨以及WBn(Me)；中段由以下原材料制得：碳化钨以及WBn(Me)；下段由以下原材料制得：铁锰合金粉以及WBn(Me)。WBn(Me)是钨的硼系列化合物，其中Me是金属的英文缩写，贵金属铼Re是其中的一种最佳选择，还有其他可选金属如钛、各种稀土元素等，其显微硬度为50Gpa。所述WBn(Me)可为WB(Me)或者WB2(Me)，粒度范围为1.0-10.0微米。所述上段合金柱中WBn(Me)占碳化钨重量的百分比为1.0％-2.0％，中段合金柱中WBn(Me)占碳化钨重量的百分比为3.0％-5.0％，下段合金柱中WBn(Me)占铁锰合金重量的百分比为10.0％-20.0％。本专利技术实施例还提供一种合金柱的制造方法，所述合金柱包括上段、中段、下段成分不同的三段，上段由以下原材料制得：金刚石、碳化钨以及WBn(Me)，WBn(Me)占碳化钨的重量百分比为1.0％-2.0％；中段由以下原材料制得：碳化钨以及WBn(Me)，WBn(Me)占碳化钨的重量百分比为3.0％-5.0％；下段由以下原材料制得：铁锰合金粉以及WBn(Me)，WBn(Me)占碳化钨的重量百分比为10.0％-20.0％，用四柱压机在磨具中将上述原材料压制成柱状，脱蜡后装入复合叶腊石中使用六面顶压机升温升压烧结，泄压后取出。所述六面顶压机采用的是韶关赛普超硬材料科技有限公司自产的6×3000T压机。本专利技术实施例采用六面顶压机热压烧结制造获得本专利技术实施例的合金柱，其耐磨性与韧性兼得，性能价格比高于真空或惰性气体保护烧结的碳化钨合金和碳化钛合金及高压合成的金刚石复合片。同时由于本专利技术实施例在所述三段成分不同的材料中加入重量比不同的WBn(Me)可同时提高各段韧性及相互间的结合强度，从而提高整个合金柱的耐磨性及韧性。实施例1上段第一段称取0.2公斤金刚石，2公斤碳化钨混合粉中添加0.02公斤10微米的WB2(Me)新材料，中段第二段称取3公斤碳化钨粉中添加0.09公斤10微米WB2(Me)新材料，下段第三段称取5公斤铁锰合金粉中添加0.5公斤10微米WB2(Me)新材料，用四柱压机在磨具中压制成柱状，650度脱蜡后装入复合叶腊石中，然后按图1所示的烧结工艺线使用六面顶压机进行烧结，图中横坐标是时间轴，纵坐标是压力、功率定性表示。首先将压力线2分钟升压到70Mpa，保压5秒之后开始加热，10秒将加热器的输出电流升到1080安培，保温8分钟后再将电流110秒慢速升到1450安培，恒温5分钟停止供热，功率线恢复到0，接着两分钟后泄压，压力线恢复到0，烧结全过程按照提供电流的时间来算，共15分钟。泄压后取出合金柱，用标准磨耗比砂轮测定合金柱各段相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合金柱，其特征在于，包括上段、中段、下段成分不同的三段，上段由以下原材料制得：金刚石、碳化钨以及WBn(Me)；中段由以下原材料制得：碳化钨以及WBn(Me)；下段由以下原材料制得：铁锰合金粉以及WBn(Me)。

【技术特征摘要】
1.一种合金柱，其特征在于，包括上段、中段、下段成分不同的三段，上段由以下原材料制得：金刚石、碳化钨以及WBn(Me)；中段由以下原材料制得：碳化钨以及WBn(Me)；下段由以下原材料制得：铁锰合金粉以及WBn(Me)。2.根据权利要求1所述的合金柱，其特征在于，上述WBn(Me)为：WB(Me)或者WB2(Me)，粒度范围为：1.0-10.0微米。3.根据权利要求1所述的合金柱，其特征在于，上述上段合金柱中WBn(Me)占碳化钨重量的百分比为1.0％-2.0％，中段合金柱中WBn(Me)占碳化钨重量的百分比为3.0％-5.0％，下段合金柱中WBn(Me)占铁锰合金重量的百分比为10.0％-20.0％。4.根据权利要求3所述的合金柱，其特征在于，上述WBn(Me)为WB2(Me)，粒度为10微米，上段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为1.0％，中段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为3.0％，下段合金柱中WB2(Me)占铁锰合金重量的百分比为10.0％。5.根据权利要求3所述的合金柱，其特征在于，上述WBn(Me)为WB2(Me)，粒度为1微米，上段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为2.0％，中段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为5.0％，下段合金柱中WB2(Me)占铁锰合金重量的百分比为20.0％。6.根据权利要求3所述的合金柱，其特征在于，上述WBn(Me)为WB(Me)，粒度为5微米，上段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为1.5％，中段合金柱中WB2(Me)占碳化钨重量的百分比为4.0％，下段合金柱中WB2(Me)占...

【专利技术属性】
技术研发人员：张倩楠，
申请(专利权)人：张倩楠，
类型：发明
国别省市：广东;44