一种基于雾化水汽冷却的硬质合金成型方法技术

本发明专利技术公开了一种基于雾化水汽冷却的硬质合金成型方法，包括：球磨、干燥、压制成型、烧结及冷却，所述冷却包括喷淋雾化水汽于经烧结完成的硬质合金表面，压力保持在0.2～0.7Mpa，具体包括以下步骤：当温度大于1500℃时，单位面积喷淋速度为500～800ml/min；当温度为1200～1500℃时，单位面积喷淋速度为400～500ml/min；当温度为750～1200℃时，单位面积喷淋速度为300～400ml/min；当温度为500～750℃时，单位面积喷淋速度为200～300ml/min；当温度小于500℃时，停止喷淋，硬质合金自然冷却，本发明专利技术通过控制不同温度段的冷却速度，达到控制结晶，改善硬质合金强度问题，并能够更好地解决硬质合金的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在的矛盾。

【技术实现步骤摘要】
一种基于雾化水汽冷却的硬质合金成型方法
本专利技术属于硬质合金领域，具体涉及一种基于雾化水汽冷却的硬质合金成型方法。
技术介绍
硬质合金是一种以难熔金属化合物为基体，以铁族金属作为粘接剂，用粉末冶金方法制造的一种材料，由于这种材料在常温和高温条件下均具有高的硬度、高的机械强度和弹性模数，以及良好的化学稳定性和耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗氧化等优点，使它在现代工具材料、耐磨材料、耐腐蚀和耐高温材料等方面占据着重要地位。但是，由于硬质合金是难熔金属化合物和粘接相金属的统一体，难熔化合物硬而脆，粘接相金属软而韧，在这个统一体中难熔化合物和粘接相金属含量关系反映在性能上就是合金的硬度、耐磨性与合金的韧性、机械强度及抗疲劳性间此消彼长的关系：即合金的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在尖锐的矛盾。硬质合金烧结过程中，高温阶段的金属粘结相(如Co)蒸发，冷却后会在硬质合金表面形成金属粘结相层薄膜，而硬质合金表面的这种粘结相层薄膜降低了基体与CVD或PVD涂层的结合力，现有技术中，硬质合金表面的粘结相层通常通过机械喷砂等方法去除，但去除硬质合金表面的粘结相层以后，硬质合金刀片的外表面的粘结相含量几乎只有中心部位的50％，这种情况下的硬质合金刀片的强度就变差。试验证明，在冷却阶段，从烧结温度开始冷却，钴一直在析出，当温度下降到1200℃时，粘结相钴几乎停止析出，钴析出的多少跟冷却时间关系较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于雾化水汽冷却的硬质合金成型方法，通过控制不同温度段的冷却速度，达到控制结晶，改善硬质合金强度问题，并能够更好地解决硬质合金的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在的矛盾。本专利技术为了解决现有技术问题所采用的技术方案如下：提供一种基于雾化水汽冷却的硬质合金成型方法，包括：球磨、干燥、压制成型、烧结及冷却，所述冷却包括喷淋雾化水汽于经烧结完成的硬质合金表面，压力保持在0.2～0.7Mpa，具体包括以下步骤：当温度大于1500℃时，单位面积喷淋速度为500～800ml/min；当温度为1200～1500℃时，单位面积喷淋速度为400～500ml/min；当温度为750～1200℃时，单位面积喷淋速度为300～400ml/min；当温度为500～750℃时，单位面积喷淋速度为200～300ml/min；当温度小于500℃时，停止喷淋，硬质合金自然冷却。进一步地，所述冷却过程中，控制雾化水汽不同温度进行冷却，温度控制在-37～-50℃。进一步地，所述球磨过程中，所述球磨时间为1～3h。进一步地，所述烧结温度分别达到300～310、600～610、1000～1100℃时，保温25～30min，当烧结温度达到1500～1550℃时，经过50～60min降温至1150～1200℃继续加热至1500～1550℃并保温55～60min。进一步地，所述烧结过程中，升温速度为5℃/s。进一步地，所述硬质合金粉末由以下重量份原料组成：WC粉末65～70份、Co粉末10～15份、TaC3～3.5份、NbC2～3份、MoC8～10份、ZrC6～8份、TiC25～30份。进一步地，所述WC粉末晶粒度为100nm，Co晶粒度为0.4μm。本专利技术有益效果如下：本专利技术能够通过控制不同温度段的冷却速度，达到控制结晶，改善硬质合金强度，并能够更好地解决硬质合金的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在的矛盾。附图说明图1为硬质合金成型方法示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。实施例1如图1所示，本实施例提供一种基于雾化水汽冷却的硬质合金成型方法，包括：球磨、干燥、压制成型、烧结及冷却，冷却包括喷淋雾化水汽于经烧结完成的硬质合金表面，压力保持在0.2Mpa，具体包括以下步骤：当温度大于1500℃时，单位面积喷淋速度为800ml/min；当温度为1200～1500℃时，单位面积喷淋速度为500ml/min；当温度为750～1200℃时，单位面积喷淋速度为400ml/min；当温度为500～750℃时，单位面积喷淋速度为300ml/min；当温度小于500℃时，停止喷淋，硬质合金自然冷却。冷却过程中，控制雾化水汽不同温度进行冷却，温度控制在-37℃。球磨过程中，球磨时间为3h。烧结在真空条件下进行，烧结温度分别达到300、600、1000℃时，保温25min，当烧结温度达到1500℃时，经过50min降温至1150℃继续加热至1500℃并保温55min。烧结过程中，升温速度为5℃/s。硬质合金粉末由以下重量份原料组成：WC粉末65份、Co粉末10份、TaC3份、NbC2份、MoC8份、ZrC6份、TiC25份。WC粉末晶粒度为100nm，Co晶粒度为0.4μm。实施例2本实施例与实施例1相比不同在于，包括：球磨、干燥、压制成型、烧结及冷却，冷却包括喷淋雾化水汽于经烧结完成的硬质合金表面，压力保持在0.2Mpa，具体包括以下步骤：当温度大于1500℃时，单位面积喷淋速度为500ml/min；当温度为1200～1500℃时，单位面积喷淋速度为400ml/min；当温度为750～1200℃时，单位面积喷淋速度为300ml/min；当温度为500～750℃时，单位面积喷淋速度为200ml/min；当温度小于500℃时，停止喷淋，硬质合金自然冷却。对比例1与实施例1相比，本对比例不同之处在于，包括：球磨、干燥、压制成型、烧结及冷却，冷却包括喷淋雾化水汽于经烧结完成的硬质合金表面，压力保持在0.2Mpa，具体包括以下步骤：当温度大于1500℃时，单位面积喷淋速度为400ml/min；当温度为1200～1500℃时，单位面积喷淋速度为300ml/min；当温度为750～1200℃时，单位面积喷淋速度为200ml/min；当温度为500～750℃时，单位面积喷淋速度为100ml/min；当温度小于500℃时，停止喷淋，硬质合金自然冷却。表一：如表一所示，实施例1中各个阶段，单位面积喷淋速度均较大，使硬质合金快速降温，抗顽强度较高，随着实施例2中，两个阶段单位面积喷淋速度降低，直至对比例1中速度降到最低，抗顽强度也足见降低，并且在对比例1条件下，得到一个相对较差的抗顽强度，由此可以看出，本专利技术能够通过控制不同温度段的冷却速度，达到控制结晶，改善硬质合金强度，并能够更好地解决硬质合金的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在的矛盾。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术的技术方案所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术权利要求的保护之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于雾化水汽冷却的硬质合金成型方法，其特征在于，包括：球磨、干燥、压制成型、烧结及冷却，所述冷却包括喷淋雾化水汽于经烧结完成的硬质合金表面，压力保持在0.2～0.7Mpa，具体包括以下步骤：当温度大于1500℃时，单位面积喷淋速度为500～800ml/min；当温度为1200～1500℃时，单位面积喷淋速度为400～500ml/min；当温度为750～1200℃时，单位面积喷淋速度为300～400ml/min；当温度为500～750℃时，单位面积喷淋速度为200～300ml/min；当温度小于500℃时，停止喷淋，硬质合金自然冷却。

【技术特征摘要】
1.一种基于雾化水汽冷却的硬质合金成型方法，其特征在于，包括：球磨、干燥、压制成型、烧结及冷却，所述冷却包括喷淋雾化水汽于经烧结完成的硬质合金表面，压力保持在0.2～0.7Mpa，具体包括以下步骤：当温度大于1500℃时，单位面积喷淋速度为500～800ml/min；当温度为1200～1500℃时，单位面积喷淋速度为400～500ml/min；当温度为750～1200℃时，单位面积喷淋速度为300～400ml/min；当温度为500～750℃时，单位面积喷淋速度为200～300ml/min；当温度小于500℃时，停止喷淋，硬质合金自然冷却。2.根据权利要求1所述成型方法，其特征在于，所述冷却过程中，控制雾化水汽不同温度进行冷却，温度控制在-37～-50℃。3.根据权利要求1所述成型方法，其特征在于，所述球磨过程中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾广胜，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43