本发明专利技术涉及一种含表面低钴层的硬质合金产品的制备方法，包括：调整硬质合金产品成分配比和改进金属碳化物与粘结金属钴的烧结工艺：将调整成分配比的原料进行混合、压制成型后烧结；调整硬质合金产品的最高烧结温度，抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，避免产品表面形成富钴层；在高温烧结阶段对产品进行分压烧结，达到最高烧结温度后，迅速往炉内通入高压气体，实现快速冷却。本发明专利技术能有效抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，从而避免产品表面形成富钴层，表面低钴层无明显的钴聚集或者钴偏析，钴与金属碳化物两相分布均匀，从而大大提高了产品的质量、加工效率及使用寿命，提升国产刀片替代进口刀片的竞争力。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，包括：调整硬质合金产品成分配比和改进金属碳化物与粘结金属钴的烧结工艺：将调整成分配比的原料进行混合、压制成型后烧结；调整硬质合金产品的最高烧结温度，抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，避免产品表面形成富钴层；在高温烧结阶段对产品进行分压烧结，达到最高烧结温度后，迅速往炉内通入高压气体，实现快速冷却。本专利技术能有效抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，从而避免产品表面形成富钴层，表面低钴层无明显的钴聚集或者钴偏析，钴与金属碳化物两相分布均匀，从而大大提高了产品的质量、加工效率及使用寿命，提升国产刀片替代进口刀片的竞争力。【专利说明】
本专利技术涉及一种硬质合金产品的制备工艺，特别是。
技术介绍
硬质合金是指以难熔金属碳化物与粘结金属为主要成分，通过高温烧结而得到的一种具有高硬度、高红硬性金属材料。由于目前我们的粘结金属主要使用的是金属钴，而金属钴属于低熔点材料，在硬质合金中主要起到粘结金属的作用，因此的熔点要远远低于难熔金属碳化物。故在烧结后期的高温烧结阶段金属钴会以液态的形势出现，而烧结过程中我们炉内的环境为高真空的环境，因此从该阶段开始便有液态钴从产品内部向外溢出，从而形成产品的表面富钴层。而一种本体的钴含量为10%左右的通用硬质合金产品由于外表层的钴含量偏高、以及碳化钨颗粒偏细等因素在表面形成富钴层。因此我们通过能谱仪对产品进行检测发现该牌号硬质合金表面钴含量达到45%-75%，已经严重的超出了产品本身的10%钴含量。众所周知我们的硬质合金主要是用于各种金属以及硬质材料的金属加工，恶劣的工况环境对硬质合金本身的硬度要求非常高，而合金表面层软金属钴的出现就会使我们的硬质合金产品在加工中出现不耐磨，使用寿命不高等现象。
技术实现思路
针对目前含表面富钴层硬质合金老产品的不足，本专利技术的目的在于提供一种经久耐磨、使用寿命高的含表面低钴层的硬质合金产品的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是:，包括: (一)调整硬质合金产品成分配比 一种含表面富钴层的硬质合金老产品的主要成分配比: WC 粉:85%-95%Co 粉:9.5%-10.5% 添加剂:碳化铬:0.5%-1.0%C 含量:5.60%-5.70% WC 粒度:0.8um Co粉粒度〈1.5um 成型剂:聚乙二醇:2% ； 一种含表面低钴层的硬质合金新产品的主要成分配比: WC 粉:88%-92%Co 粉:9.8%-10.2% 添加剂:等量的碳化铬及碳化钽铌:1.0%-2.0%C 含量:5.60%-5.70%WC 粒度:0.8um Co粉粒度〈1.5um 成型剂:聚乙二醇:2% 。(二)改进金属碳化物与粘结金属钴的烧结工艺: 将难熔金属碳化物与粘结金属钴，通过高温烧结而得到一种具有高硬度的硬质合金，金属钴的熔点要远远低于难熔金属碳化物，在硬质合金中主要起到粘结金属的作用；故在烧结后期的高温烧结阶段金属钴会以液态的形式出现，而烧结炉内的环境为高真空的环境，因此在传统的烧结工艺高温烧结阶段便有液态钴从产品内部向外溢出，从而形成产品表面的富钴层，表面钴含量达到45%-75%，已经严重的超出了产品本身10%的钴含量； 改进的烧结工艺为: 将调整成分配比的原料进行混合； 将混合好的原料压制成型后烧结； 调整硬质合金产品的最高烧结温度，硬质合金的最高烧结温度是以难熔的金属碳化物完全被液相粘结金属钴润湿为最佳；然而碳化钨被完全润湿的温度是一个温度区间，因此将该品牌硬质合金最高烧结温度在1400°C -1430°C之内合理调整，能够抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，从而避免产品表面形成富钴层； 在高温烧结阶段对产品进行分压烧结:在烧结温度达到1250°C后开始分压烧结65-105分钟,压力值为20mbar-50mbar,在产品达到最高烧结温度后,迅速往炉内通入惰性高压(20bar_40bar)气体,实现快速冷却。改进的烧结工艺能有效抑制液态钴在高温烧结阶段从硬质合金本体内部向外溢出，从而确保产品表面形成的不是富钴层、而是低钴层；低钴层的钴含量百分比降至12%-25%，表面低钴层无明显的钴聚集或者钴偏析，金属碳化物WC与粘结金属钴Co两相分布均匀。表面无富钴的硬质合金牌号在后续的物理涂层(PVD)中硬质合金与涂层材料(TiN/TiALN)之间结合力高于表面富钴硬质合金的10%-15%，涂层后产品使用寿命得到大幅提闻。本专利技术的有益效果: 1、含表面低钴层的硬质合金产品制备方法能有效抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，从而避免产品表面形成富钴层；产品表面低钴层的钴含量百分比降至12%-25%，表面低钴层无明显的钴聚集或者钴偏析，钴与金属碳化物两相分布均匀，从而直接提高了该产品的加工效率及使用寿命。2、该产品经常用作涂层刀片的机体，表面低钴硬质合金在后续的涂层中，硬质合金机体与涂层之间结合力高于表面富钴硬质合金的10%-15%，涂层后的产品质量、使用性能及使用寿命得到大幅提高，大大提升国产刀片替代进口刀片的竞争力。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是含表面低钴层的硬质合金产品制备方法的流程示意图。图2是采用新工艺的产品表面层图片。图3是采用老工艺的产品表面层图片。【具体实施方式】实施例1:1#含表面低钴层的硬质合金产品制备方法； 含表面低钴层硬质合金产品的主要成分: WC 粉:88%Co 粉:10.2% 添加剂:等量的碳化铬及碳化钽铌:1.2% C 含量:5.60% WC 粒度:0.8um Co粉粒度〈1.5um 成型剂:聚乙二醇:2% 。烧结工艺调整:在烧结温度达到1250°C后开始分压烧结:1250°C，压力值为20mbar烧结105分钟；1350°C开始分压烧结，压力值为40mbar烧结65分钟；1400°C开始分压烧结，压力值为50mbar烧结35分钟；在产品达到最高烧结温度1420°C后，迅速往炉内通入惰性高压(40bar)气体,实现快速冷却。 调整1#品牌硬质合金产品的最高烧结温度，硬质合金的最高烧结温度是以难熔的金属碳化物完全被液相粘结金属钴润湿为最佳；然而碳化钨被完全润湿的温度是一个温度区间，因此将该品牌硬质合金最高烧结温度在(1400°C -1430°C)区间之内合理调整，能够抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，从而避免产品表面形成富钴层。改进的烧结工艺能有效抑制液态钴在高温烧结阶段从硬质合金本体I内部向外溢出，从而确保产品表面形成的不是富钴层、而是低钴层2 ;低钴层2的钴含量百分比降至12%-25%，表面低钴层2无明显的钴聚集或者钴偏析，金属碳化物WC与粘结金属钴Co两相分布均匀。实施例2: 2#含表面低钴层的硬质合金产品制备方法； 硬质合金牌号主要成分: WC 粉:90% Co 粉:10% 添加剂:等量的碳化铬及碳化钽铌:1.5% C 含量:5.70% WC 粒度:0.8um Co粉粒度〈1.5um 成型剂:聚乙二醇:2%。及与实施例1相同。实施例3: 3#含表面低钴层的硬质合金产品制备方法； 硬质合金牌号主要成分: 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含表面低钴层的硬质合金产品的制备方法，包括：（一）调整硬质合金产品成分配比： （1）一种含表面富钴层的硬质合金老产品的主要成分配比：WC粉：85%‑95% Co粉：9.5%‑10.5% 添加剂：碳化铬：0.5%‑1.0% C含量：5.60%‑5.70% WC粒度：0.8umCo粉粒度<1.5um 成型剂：聚乙二醇：2% ；（2）一种含表面低钴层的硬质合金新产品的主要成分配比：WC粉：88%‑92% Co粉：9.8%‑10.2% 添加剂：等量的碳化铬及碳化钽铌：1.0%‑2.0% C含量：5.60%‑5.70%WC粒度：0.8umCo粉粒度<1.5um成型剂：聚乙二醇：2% ；（二） 改进金属碳化物与粘结金属钴的烧结工艺：将难熔金属碳化物（WC粉）与粘结金属钴（Co粉），通过高温烧结而得到一种具有高硬度的硬质合金本体（1），金属钴的熔点要远远低于难熔金属碳化物，在硬质合金中主要起到粘结金属的作用；故在烧结后期的高温烧结阶段金属钴会以液态的形式出现，而烧结炉内的环境为高真空的环境，因此在传统的烧结工艺高温烧结阶段便有液态钴从产品内部向外溢出，从而形成产品表面的富钴层，表面钴含量达到45%‑75%，已经严重的超出了产品本身10%的钴含量； 改进的烧结工艺为：（1）将调整成分配比的原料进行混合；（2）将混合好的原料压制成型后烧结；（3）调整硬质合金产品的最高烧结温度，硬质合金的最高烧结温度是以难熔的金属碳化物完全被液相粘结金属钴润湿为最佳；然而碳化钨被完全润湿的温度是一个温度区间，因此将该品牌硬质合金最高烧结温度在1400℃‑1430℃之内合理调整，能够抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，从而避免产品表面形成富钴层；（4）在高温烧结阶段对产品进行分压烧结：在烧结温度达到1250℃后开始分压烧结15‑45分钟，压力值为20mbar‑50mbar，在产品达到最高烧结温度后，迅速往炉内通入惰性高压（20bar‑40bar）气体，实现快速冷却；改进的烧结工艺能有效抑制液态钴在高温烧结阶段从硬质合金本体（1）内部向外溢出，从而确保产品表面形成的不是富钴层、而是低钴层（2）；低钴层（2）的钴含量百分比降至12%‑25%，表面低钴层（2）无明显的钴聚集或者钴偏析，金属碳化物（WC）与粘结金属钴（Co）两相分布均匀； 表面无富钴的硬质合金牌号在后续的物理涂层（PVD）中硬质合金与涂层材料（TiN/TiALN）之间结合力高于表面富钴硬质合金的10%‑15%，涂层后产品使用寿命得到大幅提高。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳鑫，
申请(专利权)人：江西稀有稀土金属钨业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36
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