一种多元碳化钨硬质合金材料、钻头及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多元碳化钨硬质合金材料、钻头及其制备方法，所述硬质合金材料包括以下按照重量份数计的组分：20型碳化钨粉WC13

【技术实现步骤摘要】
一种多元碳化钨硬质合金材料、钻头及其制备方法


[0001]本专利技术一种面向钢筋混凝土钻孔的高强韧多元碳化钨硬质合金材料及其制备方法，以及采用该硬质合金材料制成的钻头。

技术介绍

[0002]五金工具行业的冲击钻适用于陶瓷、玻璃、花岗岩、瓷砖及砖墙、钢筋混凝土等脆硬材料上钻孔的一种建工刀具，该材料是一种硬质合金刀头，需要焊接在钢刀杆上，再装在手电钻或电锤上使用，钻孔时需要加冷却剂(一般水、松节油或汽油)。这种刀具用于精确的定心钻孔，高温铜焊硬质合金刀头，直形钻柄，钻头表面可镀层。
[0003]用于加工很硬的材料例如硬质钢、冷硬铸铁、纤维增强的复合材料、岩石、混凝土等的钻头通常包括一个钢制杆部，它通过接合优选借助钎焊或熔焊设有由硬质合金制成的一个刀刃或一个完整的钻削钻冠。这样的刀刃或钻冠由于其硬质合金的高硬度和高耐磨性适合于打碎硬的材料并且也适合于部分地切削加工硬的材料，以便由此总体上实现材料去除。钻头的有效功率主要由硬质合金的材料特性确定。用于提高硬质合金刀刃的有效功率的方法至今限于刀刃的几何构形、硬质合金在材料成分和晶粒大小意义上的组织结构等，以及保持有利的钻削参数。
[0004]硬质合金刀刃在一种复杂负荷的钻削过程中由于为优化材料的部分自相矛盾的要求而面临如下问题：这样刀刃的由于强穿冲击式的负荷例如在冲击式钻孔过程中产生的负荷要求一种足够的材料韧性，以便避免在刀刃中的脆裂。相反，在加工硬的材料时能经受住强磨料负荷的能力要求一种高的硬质合金硬度。对于同时通过材料开发的传统的方法进一步优化两种材料特性的努力来说，明显是有限度的。在此将不再期望大的进展，因为材料被认为在相当大程度上开发完毕。
[0005]由19905735A1得知一种用于制造一种切削刀具的方法，其中涉及用一种硬材料层涂覆钻削刀具的尖端。其目的是，改善在钻削刀具与硬材料层之间的粘附。为此建议，钻削刀具和特别是钻削尖端在涂层过程之前经过微喷射。为此具有在5μm与50μm之间颗粒大小的由氧化铝制成的尖棱的颗粒用作为喷射介质。通过微喷射提高表面粗糙度，它又有助于改善随后待涂覆到粗糙表面上的硬材料层的粘附，优选在PVD法过程中制造硬材料层。这些措施是已知的。因此在该公开文献中描述的刀具涉及一种切削刀具，它在一个待加工的工件表面上的滑动过程中导致想要的材料去除量。原则上这样的刀具遭受比在钻削刀具中小得多的和不同的机械负荷。
[0006]目前市场上供应的此类钻头材质参差不齐，韧性较差，在钻孔过程中，常常出现切口阻力大，合金易碎裂和不耐磨，打孔不稳定甚至断刀等现象。传统的用于面向钢筋混凝土的钻头，采用的硬质合金往往是采用单一的碳化钨WC，即只包括一种型号的WC，单一结构，形成的钻头的硬质和韧性都有限。

技术实现思路

[0007]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种多元碳化钨硬质合金材料、钻头及其制备方法。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：
[0009]一种多元碳化钨硬质合金材料，所述硬质合金材料包括以下按照重量份数计的组分：
[0010]20型碳化钨粉WC 13
‑
19份，70型碳化钨粉WC 36
‑
40份，100型碳化钨粉WC 36
‑
42份，钴粉Co 8.0
‑
8.5份，20型碳化钨粉WC、70型碳化钨粉WC和100型碳化钨粉WC的FSSS粒度不同，通过多种不同种类的碳化钨粉的搭配使用，形成多元的WC结构，合金磁饱和度控制在85％
‑
95％之间。
[0011]所述20型碳化钨粉WC的FSSS粒度小于70型碳化钨粉WC的FSSS粒度，70型碳化钨粉WC的FSSS粒度小于100型碳化钨粉WC的粒度。
[0012]所述20型碳化钨粉WC的FSSS粒度选择在1.0
‑
1.4μm范围。
[0013]所述70型碳化钨粉WC的FSSS粒度选择在6.5
‑
7.5μm范围。
[0014]所述100型碳化钨粉WC的FSSS粒度选择在10
‑
12μm范围。
[0015]所述钴粉Co的FSSS粒度选择在1.0
‑
1.5μm范围。
[0016]一种多元碳化钨硬质合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]按照设定的重量份数比，将20型碳化钨粉WC，70型碳化钨粉WC，100型碳化钨粉WC和钴粉Co混合在一起，形成混合物料；
[0018]对混合物料进行研磨，再通过相应目数的筛选网筛选，滤除不合格的物料及杂质；
[0019]压制成型，得到半成品；
[0020]将压制后的半成品放入烧结炉中，在惰性气氛条件下经高温加压烧结后，冷却得到高强韧性硬质合金材料。
[0021]一种钻头，采用以上所述的多元碳化钨硬质合金材料制备成型。
[0022]本专利技术利用多种不同种类的碳化钨的搭配组合，有效提升了产品的耐磨性和韧性，使提采用本专利技术的硬质合金材料制成的钻头，在钢筋混凝土钻孔加工过程中合金不会轻易发生碎裂和磨损问题，打孔更加稳定，不易发生断刀等问题，提升了产品质量。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本专利技术的实施方式，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。
[0024]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0025]实施例一
[0026]一种多元碳化钨硬质合金材料，包括按照重量份数计的组分：20型碳化钨粉WC 13份，70型碳化钨粉WC 36份，100型碳化钨粉WC 36份，钴粉Co 8.0份，其中，20型碳化钨粉WC20型碳化钨粉WC的FSSS粒度选择1.0μm，70型碳化钨粉WC的FSSS粒度选择6.5μm，100型碳
化钨粉 WC的FSSS粒度选择10μm，合金磁饱和度控制在85％。调整不同费氏粒度范围组合，以及钴含量的配比搭配，并严格控制钴粉FSSS粒度范围到1.0 μm，形成多元的WC结构。该多元碳化钨粉的组合，相比单一的碳化钨粉，可以起到互配作用，提升材料整体的性能。
[0027]在制备时，按照设定的重量份数比，将20型碳化钨粉WC，70型碳化钨粉WC，100型碳化钨粉WC和钴粉Co混合在一起，形成混合物料；
[0028]对混合物料进行研磨，再通过相应目数的筛选网筛选，滤除不合格的物料及杂质；
[0029]压制成型，得到半成品；
[0030]将压制后的半成品放入烧结炉中，在惰性气氛条件下经高温加压烧结后，冷却得到高强韧性硬质合金材料。
[0031]通过以上材料的混合，以及制备得到的硬质合金材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元碳化钨硬质合金材料，其特征在于，所述硬质合金材料包括以下按照重量份数计的组分：20型碳化钨粉WC 13
‑
19份，70型碳化钨粉WC 36
‑
40份，100型碳化钨粉WC 36
‑
42份，钴粉Co 8.0
‑
8.5份，20型碳化钨粉WC、70型碳化钨粉WC和100型碳化钨粉WC的FSSS粒度不同，通过多种不同种类的碳化钨粉的搭配使用，形成多元的WC结构，合金磁饱和度控制在85％
‑
95％之间。2.根据权利要求1所述的多元碳化钨硬质合金材料，其特征在于，所述20型碳化钨粉WC的FSSS粒度小于70型碳化钨粉WC的FSSS粒度，70型碳化钨粉WC的FSSS粒度小于100型碳化钨粉WC的粒度。3.根据权利要求2所述的多元碳化钨硬质合金材料，其特征在于，所述20型碳化钨粉WC的FSSS粒度选择在1.0
‑
1.4μm范围。4.根据权利要求3所述的多元碳化钨硬质合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠平，王恺，郭光富，罗海鹏，向章伟，徐平，
申请(专利权)人：河源富马硬质合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：