水刀砂管原料、水刀砂管制备方法和水刀砂管技术

本发明专利技术公开了一种水刀砂管原料、水刀砂管制备方法和水刀砂管，其中，水刀砂管原料包括：0.1～0.5％的VC、0.5～1.5％的稀土氧化物、0.1～0.5％的TiB2、0.1～0.5％的炭黑和余量的WC粉末，水刀砂管原料的粒度不超过0.8μm，WC粉末的粒度为0.4～0.8μm。本发明专利技术水刀砂管制备方法制备得到的水刀砂管，通过水刀砂管原料中添加不同的晶粒长大抑制剂、烧结助剂、强韧添加剂等微量成分，在保证水刀砂管的高硬度和高耐磨性的前提下，具有更强的韧性和抗腐蚀性；并且，通过低压烧结和热等静压致密化，材料晶粒更加细小，组织更均匀，致密度达到99.5％以上，各项使用性能大幅提升，使用寿命更长。使用寿命更长。使用寿命更长。

【技术实现步骤摘要】
水刀砂管原料、水刀砂管制备方法和水刀砂管


[0001]本专利技术涉及耐磨材料领域，特别涉及一种水刀砂管原料、水刀砂管制备方法和水刀砂管。

技术介绍

[0002]无粘结剂WC硬质合金具有高熔点、高硬度、良好耐磨性和耐腐蚀性，被广泛应用在机械加工上的水刀砂管、核电站重负荷滑动密封环和轴承耐磨零件、非球面镜头光学模具等领域。其中，水刀砂管应用在高压水射流切割机上，对金属、陶瓷、石材、复合材料等进行低温切割，不会改变材料的物理化学性质。切割介质只有水和磨料，清洁环保。但主要部件水刀砂管处于与磨料高速摩擦的环境下，耐磨性要求极高。由于WC属于共价键，在原料中无金属粘接剂Co、Ni时，难以在较低温度下烧结致密。通常的制备方式是在高于1850℃的温度下进行热压烧结，但烧结温度高，晶粒易长大，造成硬度和耐磨性降低，并且还造成材料的断裂韧性降低，缩短了其使用寿命。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种水刀砂管原料、水刀砂管制备方法和水刀砂管，旨在提升水刀砂管的各项性能，延长其使用寿命。
[0004]本专利技术提出的水刀砂管原料，包括：0.1～0.5％的VC、0.5～1.5％的稀土氧化物、0.1～0.5％的TiB2、0.1～0.5％的炭黑和余量的WC粉末，所述水刀砂管原料的粒度不超过0.8μm，所述WC粉末的粒度为0.4～0.8μm。
[0005]优选地，所述VC占比为0.4％，所述稀土氧化物的占比为0.8％、所述TiB2的占比为0.2％，所述炭黑的占比为0.3％，所述WC粉末的粒度为0.4μm。
[0006]优选地，所述VC占比为0.2％，所述稀土氧化物的占比为1％、所述TiB2的占比为0.2％，所述炭黑的占比为0.2％，所述WC粉末的粒度为0.6μm。
[0007]优选地，所述VC占比为0.5％，所述稀土氧化物的占比为1.5％、所述TiB2的占比为0.5％，所述炭黑的占比为0.1％，所述WC粉末的粒度为0.5μm。
[0008]优选地，所述稀土氧化物为Y2O3或Yb2O3。
[0009]本专利技术还提供一种水刀砂管制备方法，采用上述的水刀砂管原料，所述水刀砂管制备方法包括步骤：
[0010]A、将水刀砂管原料按预设球料比加入球磨机中，并加入无水乙醇湿磨混合第一预设时间；
[0011]B、在所述球磨机中加入预设比例的成型剂继续混合第二预设时间；
[0012]C、从所述球磨机中取出料浆，并送入真空干燥箱中升温干燥第三预设时间；
[0013]D、将干燥后的干料进行过筛处理得到混合粉末后，进行装袋密封；
[0014]E、将预设重量的所述混合粉末倒入水刀砂管模具中，通过压力机模压成形，得到压坯；
[0015]F、将所述压坯放入烧结炉中进行脱蜡和烧结，得到烧结坯体；
[0016]G、将所述烧结坯体放入热等静压设备中进行材料致密化，得到致密的热等静压坯体；
[0017]H、将所述热等静压坯体通过机加工得到所需形状和尺寸的水刀砂管。
[0018]优选地，所述预设球料比为2.5～2.5：1，磨球直径为5～10mm，所述第一预设时间为22.5～23.5h，所述第二预设时间为0.5～1.5h，所述第三预设时间为10～20h。
[0019]优选地，所述步骤F中，烧结温度为1400～1450℃，保温时间为1.5～3h，施加的气压为4～8MPa。
[0020]优选地，所述步骤G中，热等静压温度为1450～1600℃，保温时间为1～3h，施加的气压为120～150MPa。
[0021]本专利技术还提供一种水刀砂管，所述水刀砂管采用上述的水刀砂管原料制成，或所述水刀砂管采用上述的水刀砂管制备方法制成。
[0022]本专利技术水刀砂管制备方法制备得到的水刀砂管，通过水刀砂管原料中添加不同的晶粒长大抑制剂、烧结助剂、强韧添加剂等微量成分，在保证水刀砂管的高硬度和高耐磨性的前提下，具有更强的韧性和抗腐蚀性；并且，通过低压烧结和热等静压致密化，材料晶粒更加细小，组织更均匀，致密度达到99.5％以上，各项使用性能大幅提升，使用寿命更长。
附图说明
[0023]图1为本专利技术水刀砂管制备方法较佳实施例的流程示意图；
[0024]图2为经扫描电镜观察本专利技术水刀砂管制备方法制备的水刀砂管的显微组织图。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术提出一种水刀砂管原料，用于制备水刀砂管或其它耐磨工件。
[0027]本实施例中，水刀砂管原料的组分包括：0.1～0.5％的VC(碳化钒)、0.5～1.5％的稀土氧化物、0.1～0.5％的TiB2、0.1～0.5％的炭黑和余量的WC(碳化钨)粉末，水刀砂管原料的各组分均为粉末状，且粒度不超过0.8μm，WC粉末的粒度为0.4～0.8μm。
[0028]在水刀砂管原料一优选实施例中，VC占比为0.4％，稀土氧化物的占比为0.8％、TiB2的占比为0.2％，炭黑的占比为0.3％，WC粉末占比98.3％，WC粉末的粒度为0.4μm。
[0029]在水刀砂管原料一优选实施例中，VC粉末占比为0.2％，稀土氧化物的占比为1％、TiB2的占比为0.2％，炭黑的占比为0.2％，WC粉末占比98.4％，WC粉末的粒度为0.6μm。
[0030]在水刀砂管原料一优选实施例中，VC粉末占比为0.5％，稀土氧化物的占比为1.5％、TiB2的占比为0.5％，炭黑的占比为0.1％，WC粉末占比97.4％，WC粉末的粒度为0.5μm。
[0031]在本专利技术的水刀砂管原料的各实施例中，稀土氧化物采用Y2O3，或采用Yb2O3。
[0032]本专利技术还提供一种水刀砂管制备方法，本专利技术水刀砂管制备方法采用上述任一实施例的水刀砂管原料进行制备。
[0033]如图1所示，本实施例的水刀砂管制备方法包括：
[0034]步骤S10，将水刀砂管原料按预设球料比加入球磨机中，并加入无水乙醇湿磨混合第一预设时间。
[0035]按照上述水刀砂管原料的各组分质量百分比称量好各组分粉末，一起倒入球磨机的不锈钢球磨罐中，并按预设球料比放入相应量的磨球，然后加入无水乙醇至超球磨罐体积的一半(例如，加入无水乙醇至超球磨罐体积2/3)，封闭球磨罐，启动球磨机进行湿磨混合，根据球磨机的球磨罐直径大小，转速对应在50～70rpm，连续球磨第一预设时间。本实施例中，预设球料比优选采用3∶1，当然，预设球料比还可以为其它比例，例如2.5～3.5∶1；第一预设时间为22.5～23.5h(优选23h)。
[0036]步骤S20，在球磨机中加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水刀砂管原料，其特征在于，包括：0.1～0.5％的VC、0.5～1.5％的稀土氧化物、0.1～0.5％的TiB2、0.1～0.5％的炭黑和余量的WC粉末，所述水刀砂管原料的粒度不超过0.8μm，所述WC粉末的粒度为0.4～0.8μm。2.根据权利要求1所述的水刀砂管原料，其特征在于，所述VC占比为0.4％，所述稀土氧化物的占比为0.8％、所述TiB2的占比为0.2％，所述炭黑的占比为0.3％，所述WC粉末的粒度为0.4μm。3.根据权利要求1所述的水刀砂管原料，其特征在于，所述VC占比为0.2％，所述稀土氧化物的占比为1％、所述TiB2的占比为0.2％，所述炭黑的占比为0.2％，所述WC粉末的粒度为0.6μm。4.根据权利要求1所述的水刀砂管原料，其特征在于，所述VC占比为0.5％，所述稀土氧化物的占比为1.5％、所述TiB2的占比为0.5％，所述炭黑的占比为0.1％，所述WC粉末的粒度为0.5μm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的水刀砂管原料，其特征在于，所述稀土氧化物为Y2O3或Yb2O3。6.一种水刀砂管制备方法，其特征在于，采用权利要求1至5中任一项所述的水刀砂管原料，所述水刀砂管制备方法包括步骤：A、将水刀砂管原料按预设球料比加入球磨机中，并加入无水乙醇湿磨混合第一预设时间；B、在所述球磨机中加入预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文彬，柳学全，李金普，伍玩秋，林毅贞，黄礼万，李爱娜，裴新军，
申请(专利权)人：阳江职业技术学院，
类型：发明
国别省市：