一种大尺寸硬质合金的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸硬质合金的制备方法，包括以下步骤：S1、原材料预处理，去除表面杂物和氧化物；S2、助熔剂除杂，提出内部的熔融物中的杂质；S3、浇筑，将熔融物放入水冷铜模中，在浇筑完成后，将水冷铜模进入水槽中急冷得到毛坯；S4、取坯磨制成型，将毛坯取出进行磨制得到粗坯，将粗胚进行压制；S5、烧结，将粗坯进行二次真空烧结，在二次真空烧结过程中，调节温度和压力，得到大尺寸硬质合金成品，净化原材料，防止在成型过程中会出现其他的结核，得到毛后进行打磨，在经过打磨之后在进行二次烧结和压模，将孔隙进一步剔除，在保证大尺寸的前提下，达到硬质合金的预计刚硬程度，缩短了生产周期，减少了模具占用时间，提高生产效率。

Method for preparing large-size hard alloy

The invention discloses a preparation method of large size hard alloy, which comprises the following steps: S1, raw material pretreatment, the removal of surface impurities and oxides; S2, flux and impurity, put forward the melt in the internal impurities; S3, pouring the melt into a water-cooled copper mold, pouring in after the completion of that will sink into the water-cooled cooling are blank; S4, blank taking shape, will be removed for the blank rough grinding, coarse embryo compaction; S5, sintering, the blank for the two time in the two vacuum sintering, vacuum sintering process, adjust the temperature and pressure are of large size hard alloy products, purification of raw materials, prevent the forming process there will be other tuberculosis, get the hair after grinding, after grinding after two time sintering and die, will be eliminated in the pore, guarantee Under the condition of large size, the hardness of the cemented carbide is expected to be reduced, the production cycle is shortened, the time of the die is reduced, and the production efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬质合金制备工艺领域，具体涉及一种大尺寸硬质合金的制备方法。
技术介绍
目前，对于长度较大、体积较大的硬质合金产品，国内外一致采用的方法为等静压制生产、真空烧结获得。等静压制生产时，存在以下几个缺点：1、产品模具制作周期较长，一套等静压模具从制作到试生产需要15到20天；2、模具价格昂贵，一套等静压模具的价格一般在6000元以上；3、产品生产周期长。因此，现有技术中的等静压制方法一般只在大批量产品生产时得到应用。而针对订单数量较少的大尺寸硬质合金产品，若采用等静压制生产，则成本较高、且交货周期较长，不能满足客户需求。而且采用等静压制方法时其磨削量在50％以上，加之模具制作费用较高，造成生产成本极高。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种大尺寸硬质合金的制备方法，净化原材料，防止在成型过程中会出现其他的结核，得到毛后进行打磨，在经过打磨之后在进行二次烧结和压模，将孔隙进一步剔除，在保证大尺寸的前提下，达到硬质合金的预计刚硬程度，缩短了生产周期，减少了模具占用时间，提高生产效率，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种大尺寸硬质合金的制备方法，包括以下步骤：S1、原材料预处理，将原材料进行清洗，将表面的附着污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；S2、助熔剂除杂，将合金成分组成的氧化物在坩埚中熔融，之后将经过表面除杂的原材料融入氧化物中，在这过程中，将氧化物的熔融态温度维持在Tg温度，且维持不变；S3、浇筑，在原材料全部溶解后，降低氧化物熔融态的温度至Tx温度，平均降温速率为10℃/min，并静置2-3小时，温度维持不变，取下层纯净熔融物，并将熔融物放入水冷铜模中，在浇筑过程中，维持水冷铜模的温度不变，在浇筑完成后，将水冷铜模进入水槽中急冷得到毛坯；S4、取坯磨制成型，由于水冷铜模急冷，毛坯急速冷却，毛坯和水冷铜模之间有一定间隙，并将毛坯取出进行磨制得到粗坯，将粗胚放入高压模头下在150MPa条件下进行压制；S5、烧结，将粗坯进行二次真空烧结，在二次真空烧结过程中，调节温度和压力，得到大尺寸硬质合金成品。根据上述技术方案，所述步骤S2和S3中，所述Tg温度为850-1000℃，所述Tg温度为500-650℃，所述Tg温度和Tg温度维持不变分别是指维持Tg最高温度不变和Tx最低温度不变。根据上述技术方案，所述步骤S3中，水冷铜模急剧冷却后的温度必须低于20℃，且急冷时间小于3秒。根据上述技术方案，所述步骤S4中，经过磨制后的粗糙度为0.7-5。。根据上述技术方案，所述水冷铜模内壁上涂抹有成品硬质合金粉末。根据上述技术方案，所述步骤S5中，温度和压力分为四段，升温升压阶段、升压保温阶段、退火保温保压阶段和缓慢退火退压阶段。根据上述技术方案，所述升温升压阶段的温度从20℃升至1420℃，压强由常压升至150MPa，升温平均速率为25℃/min，升压平均速率为10MPa/min；所述升压保温阶段的温度保持在1420℃不便，压强进一步提升至200MPa，升压平均速率为5MPa/min；所述退火保温保压阶段的温度先降至700℃，压强降至150MPa，再保持20min；所述缓慢退火退压的温度从700℃降至30℃，降温平均速率为4℃/min，压强由150MPa降至常压，降压平均速率为10MPa/min。本专利技术的有益效果：本专利技术以合金原材料为出发点，首先进行了表面除杂和除锈，并且利用助熔剂除杂将原材料内部的杂质全部提出出来，进一步净化原材料，防止在成型过程中会出现其他的结核，在进行深层次的全部除杂之后再利用水冷铜模的成型作用进行立体成型，得到毛坯，由于合金熔体在铜模中快速凝固，会出现样品表面收缩现象，造成合金样品与模具内腔形成间隙，从而导致铜模冷却能力下降或者样品表面不够光滑，需要进行打磨，在经过打磨之后在进行二次烧结和压模，将直接铸体形成的圆形孔隙进一步剔除，在保证大尺寸的前提下，达到硬质合金的预计刚硬程度，并且在毛坯外壁上粘结有成品硬质合金粉末，进一步加强毛坯的强硬程度；在二次真空烧结时成品硬质合金粉末和毛坯仍能通过粘结相粘接到一起，通过对二次真空烧结的具体烧结条件(包括烧结温度、升温速率和保温时间)进行适当选择，保证在二次真空烧结后相邻的两段硬质合金成品的结合面在晶相显微结构上与正常晶相显微结构基本一致，从而得到大尺寸的硬质合金成品，缩短了生产周期，减少了模具占用时间，提高生产效率。附图说明图1为本专利技术制作流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，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仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：一种大尺寸硬质合金的制备方法，包括以下步骤：S1、原材料预处理，将原材料进行清洗，将表面的附着污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；S2、助熔剂除杂，将合金成分组成的氧化物在坩埚中熔融，之后将经过表面除杂的原材料融入氧化物中，在这过程中，将氧化物的熔融态温度维持在Tg温度，且维持不变；S3、浇筑，在原材料全部溶解后，降低氧化物熔融态的温度至Tx温度，平均降温速率为10℃/min，并静置2小时，温度维持不变，取下层纯净熔融物，并将熔融物放入水冷铜模中，在浇筑过程中，维持水冷铜模的温度不变，在浇筑完成后，将水冷铜模进入水槽中急冷得到毛坯；S4、取坯磨制成型，由于水冷铜模急冷，毛坯急速冷却，毛坯和水冷铜模之间有一定间隙，并将毛坯取出进行磨制得到粗坯，将粗胚放入高压模头下在150MPa条件下进行压制；S5、烧结，将粗坯进行二次真空烧结，在二次真空烧结过程中，调节温度和压力，得到大尺寸硬质合金成品。所述步骤S2和S3中，所述Tg温度为850℃，所述Tg温度为500℃，所述Tg温度和Tg温度维持不变分别是指维持Tg最高温度不变和Tx最低温度不变；所述步骤S3中，水冷铜模急剧冷却后的温度必须低于20℃，且急冷时间小于3秒；所述步骤S4中，经过磨制后的粗糙度为0.7；所述水冷铜模内壁上涂抹有成品硬质合金粉末；所述步骤S5中，温度和压力分为四段，升温升压阶段、升压保温阶段、退火保温保压阶段和缓慢退火退压阶段；所述升温升压阶段的温度从20℃升至1420℃，压强由常压升至150MPa，升温平均速率为25℃/min，升压平均速率为10MPa/min；所述升压保温阶段的温度保持在1420℃不便，压强进一步提升至200MPa，升压平均速率为5MPa/min；所述退火保温保压阶段的温度先降至700℃，压强降至150MPa，再保持20min；所述缓慢退火退压的温度从700℃降至30℃，降温平均速率为4℃/min，压强由150MPa降至常压，降压平均速率为10MPa/min。实施例2：一种大尺寸硬质合金的制备方法，包括以下步骤：S1、原材料预处理，将原材料进行清洗，将表面的附着污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；S2、助熔剂除杂，将合金成分组成的氧化物在坩埚中熔融，之后将经过表面除杂的原材料融入氧化物中，在这过程中，将氧化物的熔融态温度维持在Tg温度，且维持不变；S3、浇筑，在原材料全部溶解后，降低氧化物熔融态的温度至Tx温度，平均降温速率为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸硬质合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、原材料预处理，将原材料进行清洗，将表面的附着污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；S2、助熔剂除杂，将合金成分组成的氧化物在坩埚中熔融，之后将经过表面除杂的原材料融入氧化物中，在这过程中，将氧化物的熔融态温度维持在Tg温度，且维持不变；S3、浇筑，在原材料全部溶解后，降低氧化物熔融态的温度至Tx温度，平均降温速率为10℃/min，并静置2‑3小时，温度维持不变，取下层纯净熔融物，并将熔融物放入水冷铜模中，在浇筑过程中，维持水冷铜模的温度不变，在浇筑完成后，将水冷铜模进入水槽中急冷得到毛坯；S4、取坯磨制成型，由于水冷铜模急冷，毛坯急速冷却，毛坯和水冷铜模之间有一定间隙，并将毛坯取出进行磨制得到粗坯，将粗胚放入高压模头下在150MPa条件下进行压制；S5、烧结，将粗坯进行二次真空烧结，在二次真空烧结过程中，调节温度和压力，得到大尺寸硬质合金成品。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸硬质合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、原材料预处理，将原材料进行清洗，将表面的附着污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；S2、助熔剂除杂，将合金成分组成的氧化物在坩埚中熔融，之后将经过表面除杂的原材料融入氧化物中，在这过程中，将氧化物的熔融态温度维持在Tg温度，且维持不变；S3、浇筑，在原材料全部溶解后，降低氧化物熔融态的温度至Tx温度，平均降温速率为10℃/min，并静置2-3小时，温度维持不变，取下层纯净熔融物，并将熔融物放入水冷铜模中，在浇筑过程中，维持水冷铜模的温度不变，在浇筑完成后，将水冷铜模进入水槽中急冷得到毛坯；S4、取坯磨制成型，由于水冷铜模急冷，毛坯急速冷却，毛坯和水冷铜模之间有一定间隙，并将毛坯取出进行磨制得到粗坯，将粗胚放入高压模头下在150MPa条件下进行压制；S5、烧结，将粗坯进行二次真空烧结，在二次真空烧结过程中，调节温度和压力，得到大尺寸硬质合金成品。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2和S3中，所述Tg温度为850-1000℃，所述Tg温度为500-650℃，所述Tg温度和Tg温度维持不变分别是指维持Tg最高温度不变和Tx最低温度不变。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠平，黄伟，郭光富，蔡家礼，董纯洁，李章序，
申请(专利权)人：河源富马硬质合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44