一种超细晶硬质合金钻头的制造方法及模具技术

一种超细晶硬质合金钻头的制造方法及模具，涉及硬质合金钻头技术领域，所采用的技术方案包括S1制备混合料，S2配置模具，将柄部混合料装满柄部腔后再装入头部混合料，并控制装料质量，S3双向压制，并控制压制后头部腔和柄部腔的体积，S4，在惰性气体气氛下，对近终型生坯进行高压烧结，形成毛坯，再对毛坯进行深冷处理；模具包括阴模、上冲头、下外冲和下内冲。本发明专利技术通过减少球磨时间，分两次装料，控制头部和柄部的装料重量和压制体积，再通过下外冲、下内冲和上冲头的双向压制，使质量和外形不一致的头部与柄部的密度分布相对一致，在烧结时收缩系数均一，变形量一致，降低出现分层和裂纹的风险，同时大量降低了磨削量，降低成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种超细晶硬质合金钻头的制造方法及模具


[0001]本专利技术涉及硬质合金钻头
，尤其涉及一种超细晶硬质合金钻头的制造方法及模具。

技术介绍

[0002]硬质合金钻头是以硬质合金为原料，通过粉末冶金方法制备出的一种形状复杂的孔加工刀具，因其具备高硬度、优异的耐磨性和良好的抗冲击性能，广泛应用于制造业等领域。
[0003]传统方式生产该类型钻头一般采用一个整体硬质合金圆柱，通过大量长时间的磨加工来制作成成品，加工周期长，加工效率低；产品在磨加工的工序加工时间长，会产生大量的内应力无法释放，造成后期使用质量不稳定的问题。
[0004]另外一种生产方式是通过模具压制出钻头毛坯，再进行烧结成型。但是压制时难以控制生坯的密度分布，各部分的收缩系数不一样，变形量不均匀导致在烧结以及后续工序中出现分层和裂纹，影响产品质量。

技术实现思路

[0005]针对现有技术方案中以传统方式制造硬质合金钻头产生大量内应力、生坯密度分布不均的问题，本专利技术提供了一种超细晶硬质合金钻头的制造方法及模具。
[0006]本专利技术提供如下的技术方案：一种超细晶硬质合金钻头的制造方法，包括以下步骤：S1，将原料粉末、石蜡成型剂、超细合金球和表面活性剂加入球磨机中研磨，同时开启冷却装置，球磨时间为50~59 h，球磨后制备成浆料，再经喷雾干燥造粒为粒度分布均匀的球形颗粒状的混合料；S2，配置模具，将模具的头部腔竖直朝上，柄部腔竖直朝下；将重量为A的混合料作为柄部混合料装满柄部腔后，再将重量为B的混合料作为头部混合料装入头部腔内；S3，控制下外冲、下内冲和上冲头对柄部、头部混合料进行双向压制，压制完成后，柄部腔的体积为a，头部腔的体积为b，使A/a=B/b，形成近终型生坯；S4，在惰性气体气氛下，对近终型生坯进行高压烧结，形成毛坯，再对毛坯进行深冷处理。
[0007]优选地，在步骤S1中，球磨24 h后加入表面活性剂。
[0008]优选地，在步骤S1中，所述混合料的粒度为0.2 mm。
[0009]优选地，在步骤S2中，控制下外冲和下内冲之间的高度，使装料结束后，所述头部混合料和柄部混合料的分界面与所述柄部腔的顶面平齐。
[0010]优选地，在步骤S3中，通过分别控制下外冲、下内冲和上冲头的行程来控制近终型生坯头部和柄部的体积。
[0011]优选地，在步骤S4中，在烧结时，用于承载近终型生坯的舟皿设置有通槽，所述通
槽与柄部间隙配合；将柄部插入通槽中、头部的底面与舟皿贴合，使近终型生坯悬吊在舟皿上。
[0012]优选地，在步骤S4中，在烧结时，惰性气体气氛的压力为5~6 MPa。
[0013]优选地，在步骤S4中，所述深冷处理的处理温度为
‑
170~
‑
180 ℃。
[0014]一种超细晶硬质合金钻头的模具，包括阴模，所述阴模设置有贯通的型腔，所述型腔内滑动连接有所述上冲头和下外冲，所述下外冲设置有压制腔，所述压制腔滑动连接有下内冲，所述下外冲和下内冲围成所述柄部腔，所述上冲头和阴模围成所述头部腔。
[0015]优选地，所述型腔设置有与钻头排屑槽对应的柱状的突出部，所述上冲头设置有与所述突出部配合的凹陷部，所述下外冲设置有与所述突出部配合的缺口。
[0016]本专利技术的有益效果是：1、通过减少球磨时间来降低原料的内应力和粉末能量，从而减小加工过程中毛坯产生裂纹的几率；2、通过分两次装料、控制头部和柄部的装料重量和压制体积，再通过下外冲、下内冲和上冲头的双向压制，使质量和外形不一致的头部与柄部的密度分布相对一致，在烧结时收缩系数均一，变形量一致，降低出现分层和裂纹的风险，同时大量降低了磨削量，降低成本。
附图说明
[0017]图1为本专利技术中模具的一个实施例的示意图。
[0018]图2为本专利技术中阴模的一个实施例的俯视图。
[0019]图3为本专利技术中上冲头的一个实施例的仰视图。
[0020]图4为本专利技术中下外冲的一个实施例的俯视图。
[0021]图5为本专利技术中下内冲的一个实施例的俯视图。
[0022]图6为本专利技术一个实施例在烧结时悬挂的示意图。
[0023]附图标记：1
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头部腔，2
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柄部腔，3
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阴模，31
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型腔，32
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突出部，4
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上冲头，41
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凹陷部，5
‑
下外冲，51
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缺口，6
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下内冲，7
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舟皿，71
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通槽。
具体实施方式
[0024]以下结合附图及附图标记对本专利技术的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]实施例1本专利技术提供了一种超细晶硬质合金钻头的模具，如图1
‑
5所示，模具包括阴模3，阴模3设置有贯通的型腔31，型腔31内滑动连接有上冲头4和下外冲5，下外冲5设置有压制腔，压制腔滑动连接有下内冲6，下外冲5和下内冲6围成柄部腔2，上冲头4和阴模3围成头部腔1。头部腔1和柄部腔2分别与钻头的头部和柄部对应，上冲头4的底部端面设置有与钻头头部顶面对应的纹路。
[0026]型腔31设置有与钻头排屑槽对应的柱状的突出部32，上冲头4设置有与突出部32配合的凹陷部41，下外冲5设置有与突出部32配合的缺口51，在压制结束后，生坯上自然生成排屑槽，以减少后续工序中的磨削量。
[0027]阴模3可采用45#钢制作，淬火硬度为HRC45
‑
50；上冲头4和下外冲5的冲头材料可
采用9CrSi/YG15，下内冲6的冲头材料可采用Cr12MoV，热处理硬度HRC60
‑
65。阴模3与下外冲5、上冲头4双边过盈量为3
‰
。
[0028]实施例2本专利技术提供了一种超细晶硬质合金钻头的制造方法，包括以下步骤：S1，将WC粉、Co粉等原料粉末、石蜡成型剂、一定量的直径为6 mm的超细合金球装入球磨机内进行球磨，球磨24 h后加入表面活性剂，再继续球磨26 h，总体球磨时间为50 h，在整个球磨过程中开启冷却装置，利用初始温度为10℃的冷却水对球磨机筒体进行降温。球磨后原料粒度为0.6 μm，球磨结束后将原料制备为料浆，输送至喷雾塔内干燥制粒，制成直径为0.2 mm的球形颗粒状的混合料。
[0029]添加表面活性剂可以减少石蜡和原料粉末的分离，提高石蜡对原料粉末的包裹作用，促进石蜡成型剂在原料粉末表面的铺展，大大提高原料粉末的热力学稳定性。降温可避免石蜡在高温下挥发，防止原料粉末无法被石蜡成型剂均匀包裹后吸氧导致微观脱碳。
[0030]S2，配置模具，将模具的头部腔1竖直朝上，柄部腔2竖直朝下，将9.8g的混合料作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细晶硬质合金钻头的制造方法，其特征在于：包括以下步骤，S1，将原料粉末、石蜡成型剂、超细合金球和表面活性剂加入球磨机中研磨，同时开启冷却装置，球磨时间为50~59 h，球磨后制备成浆料，再经喷雾干燥造粒为粒度分布均匀的球形颗粒状的混合料；S2，配置模具，将模具的头部腔（1）竖直朝上，柄部腔（2）竖直朝下；将重量为A的混合料作为柄部混合料装满柄部腔（2）后，再将重量为B的混合料作为头部混合料装入头部腔（1）内；S3，控制下外冲（5）、下内冲（6）和上冲头（4）对柄部、头部混合料进行双向压制，压制完成后，柄部腔（2）的体积为a，头部腔（1）的体积为b，使A/a=B/b，形成近终型生坯；S4，在惰性气体气氛下，对近终型生坯进行高压烧结，形成毛坯，再对毛坯进行深冷处理。2.根据权利要求1所述的一种超细晶硬质合金钻头的制造方法，其特征在于：在步骤S1中，球磨24 h后加入表面活性剂。3.根据权利要求1所述的一种超细晶硬质合金钻头的制造方法，其特征在于：在步骤S1中，所述混合料的粒度为0.2 mm。4.根据权利要求1所述的一种超细晶硬质合金钻头的制造方法，其特征在于：在步骤S2中，控制下外冲（5）和下内冲（6）之间的高度，使装料结束后，所述头部混合料和柄部混合料的分界面与所述柄部腔（2）的顶面平齐。5.根据权利要求1所述的一种超细晶硬质合金钻头的制造方法，其特征在于：在步骤S3中，通过分别控制下外冲（5）、下内冲（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾志诚，熊韬，
申请(专利权)人：成都名钨科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：