一种超粗硬质合金的制备方法技术

技术编号:15321553 阅读:235 留言:0更新日期:2017-05-16 04:33
本发明专利技术公开了一种超粗硬质合金的制备方法,解决了现有技术中超粗晶硬质合金的制备方法均存在工艺复杂的问题。本发明专利技术包括向固体原料中加入湿磨介质进行混合湿磨,湿磨的研磨体采用柱状的合金棒,湿磨后进行干燥制成平均粒径为3.0~5.0的混合料;所述固体原料包括成型剂、钴粉和粒径为15~26的超粗碳化钨;将混合料压制成压坯,压坯烧结后,再经过低压以及表面处理后即可制成超粗晶WC‑Co硬质合金。本发明专利技术具有有效增加晶粒度、降低成本、减少生产时长等优点。

Method for preparing ultra hard alloy

The invention discloses a preparation method of an ultra hard alloy, which solves the problems that the preparation method of the ultra coarse cemented carbide in the prior art is complicated. The present invention includes adding to solid material in wet grinding medium mixed wet grinding, wet grinding alloy grinding body with cylindrical rod, wet grinding after drying to form the average particle size of 3 to 5 of the mixture; the solid raw materials including molding agent, cobalt powder and particle size of coarse tungsten carbide 15 to 26; the mixture is compressed into blank, sintering, after surface treatment can be made low and ultra coarse WC hard alloy Co. The invention has the advantages of effectively increasing the grain size, reducing the cost and reducing the production time.

【技术实现步骤摘要】
一种超粗硬质合金的制备方法
本专利技术涉及一种合金的制备方法,具体涉及一种超粗硬质合金的制备方法。
技术介绍
超粗晶粒度的硬质合金市场需求量大,可替代相关使用领域的进口产品,可满足国内客户对此类产品的需求,应用领域更广,售价更高,效益更好。制备的低钴硬质合金用于生产筑路齿,高钴硬质合金用于生产截煤齿,根据采煤机械的大小和截煤齿尺寸的不同选择不同的材质。现有技术中,化学包覆法和纳米粉末溶解法是超粗晶WC-Co硬质合金制备的主要方法,但现有方法均存在制备复杂,成本投入大等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:现有技术中超粗晶硬质合金的制备方法均存在工艺复杂的问题,目的在于提供解决上述问题的一种超粗硬质合金的制备方法。本专利技术中,该超粗晶硬质合金的研发,是将原来钴(Co)10%的普通粗颗粒(WC晶粒度2.4μm左右),通过技术改进,研制成同牌号(合金成份基本未变)的超粗合金(WC晶粒度4.0-5.5μm,其相关性能参数接近维特根公司生产的同种型号的产品。本专利技术通过下述技术方案实现:一种超粗硬质合金的制备方法,包括:向固体原料中加入湿磨介质进行混合湿磨,湿磨的研磨体采用柱状的合金棒,湿磨后进行干燥制成平均粒径为3.0~5.0μm的混合料;所述固体原料包括成型剂、粒径为1~2μm的钴粉和粒径为12~20μm的超粗碳化钨;将混合料压制成压坯,压坯烧结后,再经过低压以及表面处理后即可制成超粗晶WC-Co硬质合金。本专利技术通过上述工艺参数的优化,能有效制备出较大晶粒度的合金,尤其是原料的优化选择以及柱状的合金棒的优化选择,能有效增加制成的超粗晶WC-Co硬质合金的晶粒度,将原有晶粒度为2.4μm提高到4.0~5.5μm,进而有效使硬质合金的强度、抗冲击性能增加,效果十分显著。进一步,所述研磨体与固体原料的质量比为1~2.5:1,优选为1.5~2:1;柱状的合金棒的直径为10mm,柱状的合金棒的长度为18mm。所述湿磨介质为无水酒精,无水酒精的加入量为0.2~0.3L/Kg。所述湿磨时间为10~21h;优选为10~15h。通过上述条件的优化,不仅仅能有效减少WC晶粒破碎,使制备出的硬质合金的晶粒度大于5.0,进一步增加硬质合金的强度、抗冲击性能。并且,通过上述条件的优化组合,还能有效减少湿磨时间、湿磨介质投入量、研磨体加入量、原材料的投入成本;即,将原有的10~21h的研磨时间减少到现有的10~15h,将湿磨介质的投入量从原有的0.3mL/Kg~0.4mL/Kg下调到0.2~0.3L/Kg,将研磨体的加入量从原有的4:1左右调整为1.5~2:1。并且,通过上述条件的优化后还能有效降低钴的含量,即,钴含量略有下调,WC的比例略有上升,因为钴的价格目前比WC价格更高(高出30%以上),钴含量的降低,使得合金中的原料成本略有下降。但由于合金的晶粒度长粗,合金强度增加,因此,合金的抗冲击性能反而更好。因而,通过本专利技术工艺的优化,能达到:降成本,提高质量的双重效果,效果十分显著。优选地,所述钴粉占固体原料总重量的7~13wt%。所述成型剂为石蜡,石蜡占钴粉和超粗碳化钨总重量的1~2.5wt%。更进一步,所述混合料先过200~500目筛网,再放入制粒机中制粒,最后在压机中压制成压坯,压制时的压力为60~95MPa。同时,本专利技术中压机上的模具采用合金材料构成,该模具的收缩系数为1.23~1.26。在粉末压制行业,因为压制的产品有一定的收缩性,因而模具一般比样胚设计尺寸大。该模具的收缩系数的介绍记载在陈楚轩老先生编著的《硬质合金质量控制原理》一书的压制成型部分。本专利技术中模具的收缩系数由原来的1.21相应的调整为1.23~1.26之间,并且模具材质由原来的钢模相应调整为合金模具。通过上述模具的收缩系数、模具材料组成的调整以及制粒的前处理工艺,有效解决超粗晶混合料流动性差及成型困难等问题,确保产品毛胚不分层、无裂纹、不出现未压好等现象,同时,大大延长了模具的使用寿命。本专利技术同时优化了压坯烧结时的烧结过程,具体过程为:首先进行高温真空烧结:将压坯在350~450℃条件下保温,退去成型剂并脱氧脱气,再将烧结温度增加至1450~1550℃,保温一小时,冷却至常温;然后再进行低压烧结:升温至1150~1250℃,加压45~55公斤,边加压边升温至1350~1450℃,保温保压一小时,最后冷却至常温即可。本专利技术对烧结方法进行了调整,由一次烧结成型,调整为二次烧结成型,第一次是真空高温烧结,第二次是低压低温烧结,既确保合金晶粒变粗,又保证内在性能提高的技术要求。即,本专利技术烧结工艺的优化设置,不仅仅确保合金晶粒变粗,而且还有效避免了合金的孔隙出现,使合金的孔隙度达到A02B00,无孔洞,大幅度地提高合金的使用寿命。更进一步,所述烧结后制成的超粗晶WC-Co硬质合金通过表面处理工艺进行处理,该表面处理工艺为:对超粗晶WC-Co硬质合金进行喷砂处理;喷砂完成后,与硬质合金研磨球一起加入滚磨机中球磨;硬质合金研磨球与超粗晶WC-Co硬质合金的球料比为1~4:1,研磨介质的加入量为0.1~0.2mL/Kg,滚磨机的转速为20~60转/分。本专利技术中的表面处理工艺更加适用于超粗硬质合金的表面处理,通过本专利技术方法的滚磨处理后的成品硬质合金的表面光洁度更高,通过滚磨处理后合金成品的缺陷,如:分层、裂纹、鼓泡等就很容易暴露出来,能有效防止缺陷产品进入市场,并且能有效磨掉产品的毛刺缺陷,而滚磨处理后的沉淀料可以回收再利用,提高利用率。并且,通过本专利技术的工艺,能有效消除合金在烧结工艺中产生的残余应力,提高了合金的抗冲击能力,延长使用寿命。本专利技术与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:1、本专利技术的方法具有工艺简单、成本降低、时间减少等优点;2、本专利技术由于合金的晶粒度长粗,合金强度增加,因此,合金的抗冲击性能更好。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中:图1为本专利技术中WC粉末的SEM图。图2为本专利技术中Co粉的SEM图。图3为本专利技术中超粗晶WC-Co硬质合金的晶相图。图4为本专利技术中超粗晶WC-Co硬质合金的SEM图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本专利技术作进一步的详细说明,本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术,并不作为对本专利技术的限定。实施例1一种超粗硬质合金的制备方法,包括:向固体原料中加入湿磨介质进行混合湿磨,湿磨的研磨体采用柱状的合金棒,研磨体与固体原料的质量比为1.5:1,柱状的合金棒的直径为10mm,柱状的合金棒的长度为18mm。该湿磨中湿磨介质为无水酒精,无水酒精的加入量为0.2L/Kg,该湿磨时间为12h。上述步骤中固体原料为成型剂、钴粉和超粗碳化钨,其中钴粉的粒径为0.5~1μm左右,如图2所示;该超粗碳化钨的粒径为12~20μm,如图1所示。本步骤中该钴粉占固体原料总重量的8wt%,成型剂为石蜡,石蜡占钴粉和超粗碳化钨总重量的2wt%。将上述湿磨后获得的混合物在进行真空干燥,干燥后即制成平均粒径为3.0~5.0μm的混合料,混合料过200~500目筛网,再将混合料放入制粒机中滚动15分钟左右。采用压机将混合料在本文档来自技高网...
一种超粗硬质合金的制备方法

【技术保护点】
一种超粗硬质合金的制备方法,其特征在于,包括:向固体原料中加入湿磨介质进行混合湿磨,湿磨的研磨体采用柱状的合金棒,湿磨后进行干燥制成平均粒径为3.0~5.0μm的混合料;所述固体原料包括成型剂、粒径为1~2μm的钴粉和粒径为12~20μm的超粗碳化钨;将混合料压制成压坯,压坯烧结后制成超粗晶WC‑Co硬质合金。

【技术特征摘要】
1.一种超粗硬质合金的制备方法,其特征在于,包括:向固体原料中加入湿磨介质进行混合湿磨,湿磨的研磨体采用柱状的合金棒,湿磨后进行干燥制成平均粒径为3.0~5.0μm的混合料;所述固体原料包括成型剂、粒径为1~2μm的钴粉和粒径为12~20μm的超粗碳化钨;将混合料压制成压坯,压坯烧结后制成超粗晶WC-Co硬质合金。2.根据权利要求1所述的一种超粗硬质合金的制备方法,其特征在于,所述研磨体与固体原料的质量比为1~2.5:1。3.根据权利要求1所述的一种超粗硬质合金的制备方法,其特征在于,所述湿磨介质为无水酒精,无水酒精的加入量为0.2~0.3L/Kg。4.根据权利要求1所述的一种超粗硬质合金的制备方法,其特征在于,所述湿磨时间为10~21h。5.根据权利要求1所述的一种超粗硬质合金的制备方法,其特征在于,所述钴粉占固体原料总重量的7~13wt%。6.根据权利要求1所述的一种超粗硬质合金的制备方法,其特征在于,所述成型剂为石蜡,石蜡占钴粉和超粗碳化钨总重量的1~2.5wt%。7.根据权利要求1所述的一种超粗硬质合金的制备方法,其特征在于,所述混合...

【专利技术属性】
技术研发人员:付磊陈渝刘为平张应迁林莉李明田谢文玲罗云蓉
申请(专利权)人:四川理工学院自贡志成硬质合金有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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