一种YG8碳化钨硬质合金制造技术

为了改善YG8硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种YG8碳化钨硬质合金。采用YG8硬质合金、平均粒径为150μm石英砂SiO2颗粒为原料，YG8碳化钨硬质合金，冲击角度对硬质合金的力学性能有较大的影响。冲击角度决定着粒子与基体发生冲蚀时的角度。若冲击角度过大，则粒子与基体反应过度，造成硬质合金性能损失。若冲击角度过小，则粒子与基体难以产生冶金结合，造成硬质合金结构产生缺陷，力学性能降低。所制得的YG8碳化钨硬质合金，其硬度、耐磨性、冲蚀磨损率都得到大幅提升。本发明专利技术能够为制备高性能的YG8硬质合金提供一种新的生产工艺。

A YG8 Tungsten Carbide Cemented Carbide

In order to improve the hardness and wear resistance of YG8 cemented carbide, a YG8 tungsten carbide cemented carbide was prepared. Using YG8 cemented carbide and quartz sand SiO 2 particles with average particle size of 150 um as raw materials, YG8 tungsten carbide cemented carbide, impact angle has great influence on the mechanical properties of cemented carbide. The impact angle determines the angle of particles and matrix when erosion occurs. If the impact angle is too large, the reaction between the particles and the matrix is excessive, resulting in the loss of cemented carbide properties. If the impact angle is too small, the metallurgical bonding between the particles and the matrix is difficult, resulting in defects in the cemented carbide structure and reduced mechanical properties. The hardness, wear resistance and erosion wear rate of YG8 tungsten carbide cemented carbide have been greatly improved. The invention can provide a new production process for preparing high performance YG8 cemented carbide.

【技术实现步骤摘要】
一种YG8碳化钨硬质合金所属
本专利技术涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种YG8碳化钨硬质合金。
技术介绍
传统意义上的硬质合金是指将具有优异物理性能的硬质相WC颗粒嵌入低熔点的粘结相Co中，通过粉末冶金方法制备所得到的合金材料。硬质合金是一种具有高硬度、高强度、高韧性的工具材料，在切削刀具和轴承等摩擦磨损较严重的场合应用较多。常见WC-Co系硬质合金中粘结相Co易受化学介质侵蚀，使碳化物组成的硬质相骨架结构脆弱，在磨擦作用下硬质相晶粒剥落，加剧磨蚀、磨损。YG8是钨钴类材料。耐磨性良好，使用强度和冲击韧性优于YG6。应力很大条件下的拉深模，适于拉制直径<50mm的钢，非铁金属丝及其合金线材或棒材，也用于尺寸较小工作载荷不大的冲压模和铆钉顶锻模。YG8高级制模材料。不经热处理，内、外硬度均匀一致。主要用于线材，棒材加工用的拉制模．同时也适合铸铁，有色金属及其合金与非金属材料不平整表面和间断切削时的粗车，精刨精铣，一般孔和深孔的钻孔，扩孔及制作木工刀具等。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了改善YG8硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种YG8碳化钨硬质合金。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：YG8碳化钨硬质合金的制备原料包括：YG8硬质合金，平均粒径为150μm石英砂SiO2颗粒。YG8碳化钨硬质合金的制备步骤为：将原料按实验设计方案称重、配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨介质为四氯化碳，球磨机转速为80r/min，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃。采用自制的激波驱动气固两相流冲蚀磨损实验装置实现粒子的冲蚀过程。驱动段、被驱动段和加速段分别设有测试高速气流的动态压力传感器、电荷放大器以及动态测试分析仪，用来测试激波速度。实验段中设有高速摄影仪，用于捕捉颗粒运动轨迹。进行不同冲击角度实验时，需调整激波管的位置，使冲击距离保持一致。采用调整铝片厚度的方法来调整实验冲击速度，分别选择厚度为0.2mm、0.4mm和0.8mm的铝片进行冲蚀磨损实验。采用高速摄影仪来记录运动轨迹，通过分析运动轨迹来确定颗粒速度。利用高速摄影仪测试150μm的SiO2颗粒速度，通过更换不同厚度铝膜获得相应的破膜压比，从而得到对应的冲击速度。由测试结果可知不同铝膜厚度所对应的速度。YG8碳化钨硬质合金的检测步骤为：表面形貌采用场发射扫描电镜，元素含量采用能量色散X射线光谱仪，表面粗糙度采用扫描探针显微镜，物相采用X射线衍射仪，硬度采用数显显微维氏硬度计。所述的YG8碳化钨硬质合金，冲击角度对硬质合金的力学性能有较大的影响。冲击角度决定着粒子与基体发生冲蚀时的角度。若冲击角度过大，则粒子与基体反应过度，造成硬质合金性能损失。若冲击角度过小，则粒子与基体难以产生冶金结合，造成硬质合金结构产生缺陷，力学性能降低。所述的YG8碳化钨硬质合金，YG8材料的冲蚀磨损率随着冲击角度的增大而增大，当达到一定值时，冲蚀磨损率便开始减小。当冲击角度为75°时冲蚀磨损率达到最大值。YG8材料表现出脆性材料的冲蚀磨损特性。所述的YG8碳化钨硬质合金，在30°、60°、90°这3种冲击角度下，YG8材料的冲蚀磨损率都随着冲击速度的增大而增大，通过磨损速度关系式拟合出的对应冲击速度指数分别为2.34、2.27和2.28。所述的YG8碳化钨硬质合金，YG8材料的主要冲蚀磨损机理为，高角度冲击下，材料表面产生的变形使Co和WC颗粒从母体剥落产生的凹坑以及高速冲击下材料表面萌生的微裂纹。本专利技术的有益效果是：采用YG8硬质合金、平均粒径为150μm石英砂SiO2颗粒为原料，经过配料、球磨、干燥、冲蚀磨损工艺成功制备了具有优异力学性能的YG8碳化钨硬质合金。其中，冲击角度对硬质合金的力学性能产生重要的影响，其能够影响粒子与硬质合金的冲蚀反应是否能够完全进行。所制得的YG8碳化钨硬质合金，其硬度、耐磨性、冲蚀磨损率都得到大幅提升。本专利技术能够为制备高性能的YG8硬质合金提供一种新的生产工艺。具体实施方式实施案例1：YG8碳化钨硬质合金的制备原料包括：YG8硬质合金，平均粒径为149μm石英砂SiO2颗粒。YG8碳化钨硬质合金的制备步骤为：将原料按实验设计方案称重、配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨介质为四氯化碳，球磨机转速为78r/min，球磨时间为22h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为60min，干燥温度为45℃。采用自制的激波驱动气固两相流冲蚀磨损实验装置实现粒子的冲蚀过程。驱动段、被驱动段和加速段分别设有测试高速气流的动态压力传感器、电荷放大器以及动态测试分析仪，用来测试激波速度。实验段中设有高速摄影仪，用于捕捉颗粒运动轨迹。进行不同冲击角度实验时，需调整激波管的位置，使冲击距离保持一致。采用调整铝片厚度的方法来调整实验冲击速度，分别选择厚度为0.18mm、0.37mm和0.82mm的铝片进行冲蚀磨损实验。采用高速摄影仪来记录运动轨迹，通过分析运动轨迹来确定颗粒速度。利用高速摄影仪测试147μm的SiO2颗粒速度，通过更换不同厚度铝膜获得相应的破膜压比，从而得到对应的冲击速度。通过测试结果可知不同铝膜厚度所对应的速度。YG8碳化钨硬质合金的检测步骤为：表面形貌采用场发射扫描电镜，元素含量采用能量色散X射线光谱仪，表面粗糙度采用扫描探针显微镜，物相采用X射线衍射仪，硬度采用数显显微维氏硬度计。实施案例2：在冲击速度为180m/s的冲击作用下，通过改变试件的冲击角度，得到了不同冲击角度下试件的冲蚀磨损率，试件的冲蚀磨损率随着角度的增大先增大后减小，当冲击角度达到80°时冲蚀磨损率达到峰值。YG8属于典型的脆性材料，在大角度时材料的冲蚀磨损率达到最大，YG8表现出的冲蚀磨损特征符合脆性材料冲蚀磨损率随冲击角度的变化特征。实施案例3：颗粒速度是影响材料磨损率的重要因素，在150m/s、180m/s、221m/s这3种冲击速度下分别对冲击角度为35°、62°、92°的试件进行冲击实验，在3种冲击角度下，随着冲击速度的增大，材料冲蚀磨损率均增大。材料发生冲蚀磨损存在一个临界冲击速度，这与磨粒性能和材料的性质有联系，只有大于临界速度时才能发生冲蚀磨损。实施案例4：试件受到的冲蚀磨损主要以冲击作用为主，固体粒子直接冲击在复合层面上。由于碳化钨颗粒和复合层基体的脆性都很大，当遭受高速的固体粒子冲击时更易产生塑性变形或引发裂纹，进而出现凹坑和裂纹。冲蚀过程中磨粒石英砂对表面连续冲击，使表面产生了大量的凹坑，凹坑边缘有变形中挤压出来的材料堆积物，形成唇状凸缘。在粒子不断冲击下，凸缘因反复挤压而剥落。其磨损机制为冲蚀挤压—形成凹坑—材料剥落。作为增强相，WC颗粒的硬度和刚度比石英砂高得多，能较好地抵抗磨粒的冲击作用。在冲蚀磨损过程中，涂层受到磨粒尖角的切削和犁沟作用，进而发生塑性变形，逐渐疲劳剥裂、下凹，突起的WC颗粒承受了磨粒的主要冲击。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种YG8碳化钨硬质合金的制备原料包括：YG8硬质合金，平均粒径为150μm石英砂SiO2颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种YG8碳化钨硬质合金的制备原料包括：YG8硬质合金，平均粒径为150μm石英砂SiO2颗粒。2.根据权利要求1所述的YG8碳化钨硬质合金，其特征是YG8碳化钨硬质合金的制备步骤为：将原料按实验设计方案称重、配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨介质为四氯化碳，球磨机转速为80r/min，球磨时间为24h，球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃，采用自制的激波驱动气固两相流冲蚀磨损实验装置实现粒子的冲蚀过程，驱动段、被驱动段和加速段分别设有测试高速气流的动态压力传感器、电荷放大器以及动态测试分析仪，用来测试激波速度，实验段中设有高速摄影仪，用于捕捉颗粒运动轨迹，进行不同冲击角度实验时，需调整激波管的位置，使冲击距离保持一致，采用调整铝片厚度的方法来调整实验冲击速度，分别选择厚度为0.2mm、0.4mm和0.8mm的铝片进行冲蚀磨损实验，采用高速摄影仪来记录运动轨迹，通过分析运动轨迹来确定颗粒速度，利用高速摄影仪测试150μm的SiO2颗粒速度，通过更换不同厚度铝膜获得相应的破膜压比，从而得到对应的冲击速度，由测试结果可知不同铝膜厚度所对应的速度。3.根据权利要求1所述的YG8碳化钨硬质合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐萍，
申请(专利权)人：徐萍，
类型：发明
国别省市：辽宁,21