一种硬质合金扒皮模具及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硬质合金扒皮模具及其制备方法，其材质按照质量百分比，由以下组份组成：Co 9～13wt％，含Ta和Nb的总量为4～12wt％，Ti 1～5wt％，余量为WC。本发明专利技术硬质合金扒皮模具的材质中Ta/Nb元素含量高，在硬质合金材料中添加TaC、NbC等稀有金属碳化物，可使添加物与原有硬质相WC、TiC结合形成复杂固溶体结构，从而进一步强化硬质相结构，同时可起到抑制硬质相晶粒长大、增强组织均匀性等作用，对提高硬质合金的综合性能尤其是高温红硬性大有益处，具有良好的高温性能，可实现管线材快速扒皮。本发明专利技术硬质合金扒皮模具的材质引入Ti元素，使其与同粘接相含量的纯WC‑Co硬质合金密度更低，硬度更高。

A kind of hard alloy peeling mould and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种硬质合金扒皮模具及其制备方法
本专利技术属于硬质合金的制造领域，具体涉及一种硬质合金扒皮模具及其制备方法。
技术介绍
金属线材/管材表面会存在起皮、飞边等表面缺陷，对于这种现象以往的处理方法是：对金属线材/管材采用酸洗、磷化等工艺进行表面处理，但是随着国家环保督查力度加大，这种对环境有污染的工艺，工艺要求越来越严格，成本也越来越高，因而采用扒皮模对金属线材/管材表面进行处理，受到越来越多的生产商的青睐。扒皮模具是运用金属切削原理，用环形刀刃的模具刨(刮)方法去除金属线材/管材表面的起皮、飞边等表面缺陷，目前国内外广泛采用硬质合金作为扒皮模具，用来对金属管线材进行表面处理，特别是用于高性能的弹簧钢丝、精密铜管等领域。硬质合金具有高强度、高硬度等特点，广泛应用于成型模具、切削工具、矿山工具及耐磨零件等领域。硬质合金是制备的扒皮模具的主要材料之一。目前制备硬质合金扒皮模具主要采用普通WC-Co合金作为扒皮模材质，使用寿命低，容易爆模，生产难点是如何使产品强度与硬度的协调优化，因为硬质合金产品强度高的时候往往硬度较低，导致不耐磨，使用寿命短，而硬度高时，往往强度低、韧性差，模具易开裂爆模。因此，开发同时具有高强度、高硬度的硬质合金扒皮模具有广阔的市场空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用寿命长的硬质合金扒皮模具及其制备方法。本专利技术这种硬质合金扒皮模具，其材质按照质量百分比，由以下组份组成：Co9～13wt％，含Ta和Nb的总量为4～12wt％，Ti1～5wt％，余量为WC。优选的，这种硬质合金扒皮模具，其材质按照质量百分比，由以下组份组成：Co10～12wt％，含Ta和Nb的总量为7～11wt％，Ti3～4wt％，余量为WC。进一步优选的，这种硬质合金扒皮模具，其材质按照质量百分比，由以下组份组成：Co11.5wt％，含Ta和Nb的总量为11wt％，Ti：3.2wt％，余量为WC。所述的WC的晶粒度为0.8～3.2μm。所述硬质合金扒皮模具的制备方法，包括以下步骤：1)混合料制备：按照材质的配方进行配料，接着进行球磨，球磨完毕后，喷雾干燥制粒，得到混合料；2)压制：将步骤1)中的混合料装载于模具中，压制成毛坯；3)烧结：将步骤2)中的毛坯进行过压烧结，烧结完毕后，得到硬质合金扒皮模具。所述步骤1)中，球料比为(3～5):1，液固比选择300～350mL/kg，球磨时间为14～60h。所述步骤3)中，压力烧结的温度为1380～1480℃，压力为0.1～6MPa。所述步骤3)中，烧结完毕后，可进一步对硬质合金扒皮模具表面进行物理涂层或化学涂层处理。涂层处理可进一步提高产品表面硬度和耐磨性，显著提升使用寿命。本专利技术的有益效果：1)本专利技术硬质合金扒皮模具的材质中Ta/Nb元素含量高，在硬质合金材料中添加TaC、NbC等稀有金属碳化物，可使添加物与原有硬质相WC、TiC结合形成复杂固溶体结构，从而进一步强化硬质相结构，同时可起到抑制硬质相晶粒长大、增强组织均匀性等作用，对提高硬质合金的综合性能尤其是高温红硬性大有益处，具有良好的高温性能，可实现管线材快速扒皮。2)本专利技术硬质合金扒皮模具的材质引入Ti元素，使其与同粘接相含量的纯WC-Co硬质合金密度更低，硬度更高；3)本专利技术硬质合金扒皮模具的材质中粘接相Co含量中等，具有高硬度与高强度，综合性能优良。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的硬质合金扒皮模微观结构图。图2为本专利技术实施例2制备的硬质合金扒皮模微观结构图。具体实施方式实施例1一种硬质合金扒皮模具，用于空调铜管的扒皮处理，该模具采用的硬质合金各组分的质量百分比为：Co粉11％，Fsss粒度为2～3μm；Ta5.5％；Nb1.5％；Ti3％；WC79％，Fsss粒度为3～4μm。上述硬质合金扒皮模具的制备方法：按比例取上述原料，总重量300kg，放入300L可倾斜式球磨机内，采用酒精作为湿磨介质，球料比按4.2:1，液固比按200mL/kg，按原料总重的2％加入石蜡成型剂，球磨时间选择20h，湿磨好的料浆经喷雾干燥、压制成型后用压力烧结炉在5.8MPa压力下过压烧结，烧结温度1410℃，保温60min，得到硬质合金毛坯。产品组织结构见图1，由图1可见WC颗粒分布均匀，平均晶粒度为1.6μm，经测试，产品密度为13.10g/cm3，硬度89.7HRA，抗弯强度2900MPa，使用寿命较普通YG类扒皮模提升60％以上。实施例2一种硬质合金扒皮模具，用于冷轧弹簧钢的扒皮处理，该模具采用的硬质合金各组分的质量百分比为：Co粉11.5％，Fsss粒度为2～3μm；Ta11％；Nb1.5％；Ti3.2％；WC74.3％，Fsss粒度为4～5μm。上述硬质合金扒皮模的制备方法：按比例取上述原料，总重量260kg，放入300L可倾斜式球磨机内，采用酒精作为湿磨介质，球料比按4.5:1，液固比按300mL/kg，按原料总重的2％加入石蜡成型剂，球磨时间选择24h，湿磨好的料浆经喷雾干燥、压制成型后用压力烧结炉在5.8MPa压力下过压烧结，烧结温度1410℃，保温60min，得到硬质合金毛坯。产品组织结构见图2，由图可见WC颗粒分布均匀，平均晶粒度为1.7μm，经测试，产品密度为13.50g/cm3，硬度89.5HRA，抗弯强度2800MPa。该合金毛坯通过涂层处理后，使用寿命较普通YG类扒皮模提升3倍以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬质合金扒皮模具，其材质按照质量百分比，由以下组份组成：Co 9～13wt％，含Ta和Nb的总量为4～12wt％，Ti 1～5wt％，余量为WC。/n

【技术特征摘要】
1.一种硬质合金扒皮模具，其材质按照质量百分比，由以下组份组成：Co9～13wt％，含Ta和Nb的总量为4～12wt％，Ti1～5wt％，余量为WC。


2.根据权利要求1所述的硬质合金扒皮模具，其特征在于，其材质按照质量百分比，由以下组份组成：Co10～12wt％，含Ta和Nb的总量为7～11wt％，Ti3～4wt％，余量为WC。


3.根据权利要求2所述的硬质合金扒皮模具，其特征在于，其材质按照质量百分比，由以下组份组成：Co11.5wt％，含Ta和Nb的总量为11wt％，Ti：3.2wt％，余量为WC。


4.根据权利要求1～3任意一项所述的硬质合金扒皮模具，其特征在于，所述的WC的晶粒度为0.8～3.2μm。


5.一种根据权利要求1～3任意以下所述的硬质合金扒皮模具的制备方法，包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢浩，戴炳蔚，朱立荣，夏艳萍，
申请(专利权)人：株洲硬质合金集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43