一种硬质合金烧结工艺及脱胶真空烧结一体炉制造技术

一种硬质合金烧结工艺，是将已成型工件装入烧结室，启动真空泵抽真空并启动抽胶泵，升温至３３０～３５０℃，使胶粘剂气化，此时，抽胶泵将气化后的胶粘剂气体抽出烧结室；然后，继续升温至６３０～６６０℃，使炉内残存的胶粘剂气体裂解，完成脱胶后，继续抽真空至１４０～１６０Ｐａ，同时升温至１４１０～１４８０℃，完成烧结。本发明专利技术一种硬质合金脱胶真空烧结一体炉，包括：炉体、保温箱、烧结室、集胶罐、抽胶泵、真空泵；本发明专利技术工艺设计合理、设备结构简单、操作方便、集脱胶与真空烧结于一体，可有效提高产品烧结质量；缩短烧结周期，节约能源，有效降低产品烧结成本；可烧结产品的范围广；设备造价低；生产过程安全；适于作为现有硬质合金烧结设备的更新换代产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬质合金烧结技术及设备领域，特别是指一种硬质合 金烧结工艺及脱胶真空烧结一体炉。
技术介绍
传统的硬质合金烧结工艺一般釆用两种工艺， 一种工艺是将硬质合金坯件直接在真空烧结炉中加热至1400 1450。C进行烧结；另一 种工艺是将硬质合金坯件置于脱胶加热炉中，逐步升温至800'C左 右，保温，同时，在炉体上设置进气口和出气口，通过进气口对炉膛 通入氢气，在出气口点燃排出的氢气，根据排气口氢气燃烧火焰的颜 色，判断脱胶的程度；脱胶后，冷却至室温，然后，采用常规的烧结 工艺进行烧结。上述两种烧结工艺，各有其优缺点，第一种烧结工艺， 具有操作简单，设备造价低，工艺易设置，烧结时间短，场地占有面 积小的优点，但是，由于其烧结工艺及设备的限制，只能适用于合金 中C总含量在5.88%-5.92%的产品，因此，其适合烧结的合金中碳 化钨的碳点区间窄。另外，由于没有设置排胶系统，因此，保温碳毡、 炉体内必然会附着残胶， 一方面，使炉内缸体传热不均，长久造成炉 壳变形，炉内温度均匀性降低，烧结出来的产品因气氛不均而颜色不 一致，品质不稳定，特别是不适合烧结高钴产品，如YG15和YG20C等；另一方面，密封碳毡需要定时更换，(整台设备的使用寿命短)。 而现有的通氢脱胶加真空烧结的工艺，则具有脱胶干净，可适 应于合金中C总含量在5.88%-6.18%的产品的烧结，炉膛干净，气氛均匀，废品率低，产品质量稳定，适应于高钴产品的烧结。但由 于其工艺的限制，致使其生产总时间长，全程20小时左右；设备费 用投资大，对生产场地(层高)要求高；因氢气属于易燃易爆气体， 稍有不慎，则容易引起爆炸，安全系数低；脱胶后，半成品暴露于空 气中冷却，细颗粒碳化物极易氧化，因此，不适应对细颗粒产品的烧 结；能耗高；生产效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺设计合 理、设备结构简单、操作方便、集脱胶与真空烧结于一体的一种硬质 合金烧结工艺及脱胶真空烧结一体炉。本专利技术一种硬质合金烧结工艺包括下述工艺步骤 第一步、成型根据工件的形状，将硬质合金粉与胶粘剂混合，压制成型； 第二步、脱胶将第一步已成型工件装炉，抽真空并维持炉内真空在75 85Pa， 启动抽胶泵，控制升温速率l 2°C/min，升温至330 350。C，保温 50 80 min，使胶粘剂气化；然后，继续升温至630 66(TC，保温 50 80 min，使炉内残存的胶粘剂气体裂解，完成脱胶；第三步、烧结第二步结束后，继续抽真空至140 160Pa，同时升温至1410 H80。C，保温50 70min，升温速率控制在2 8°C/min，完成烧结。本专利技术一种硬质合金脱胶真空烧结一体炉包括炉体、保温箱、 烧结室、集胶罐、抽胶泵、真空泵；所述炉体由支撑架和炉壳组成， 所述炉壳为空心圆柱体并固装在所述支撑架上；所述保温箱横截面为 正方形并安装在所述炉壳内腔中；所述烧结室通过固装在所述保温箱 底面的石墨垫支撑而安装在所述保温箱中，在所述烧结室外壁与保温 箱内壁之间依次安装有电热体、保温层；在所述炉壳与保温箱外壳之 间，安装有与外设循环水管连通的冷却水管；在所述炉壳的底部设有 一端与所述烧结室连通，另一端与所述集胶罐连接的出胶管；所述集 胶罐通过管道与所述抽胶泵连接;在所述炉壳上还设有供热电偶插入 所述保温箱中的热电偶定位孔及与所述真空泵连接的抽真空口。本专利技术一种硬质合金脱胶真空烧结一体炉中，所述真空泵由变频 调速电机驱动。本专利技术的工作原理简述于下将已成型工件装入烧结室，启动真空泵抽真空并维持炉内真空在 75 85Pa，启动抽胶泵，控制升温速率l 2°C/min，升温至330 350°C，保温50 80min，使胶粘剂气化，此时，抽胶泵将气化后的 胶粘剂气体抽出烧结室，大部分在集胶罐中冷却为液态胶，极少部分 由抽胶泵排至室外；然后，继续升温至630 660°C，保温50 80min， 使炉内残存的胶粘剂气体裂解，裂解后的胶粘剂也由抽胶泵抽出烧结 室，完成脱胶后，继续抽真空至140 160 Pa,同时升温至1410 1480°C,保温50 70min，升温速率控制在2 8°C/min，完成烧结。本专利技术由于采用上述工艺方法及装置，具有如下优点1、 烧结脱胶均在炉内一次完成，避免了通氢气脱胶后半成品 暴露在空气中易氧化的缺点，有效提高产品烧结质量；同时，可缩短 烧结周期，节约能源，有效降低产品烧结成本。2、 胶粘剂通过气化、裂解两个步骤，脱胶完全，有效降低了 残胶粘附在碳毡、炉壁上的几率，有效改善炉内缸体传热的均匀性， 提高炉膛中温度的均匀性，有效提高产品烧结后各向性能的一致性。3、 可烧结产品的范围广， 一方面，由于避免了脱胶后半成品暴 露在空气中易氧化的缺点，因此，不仅可以烧结组分颗粒较大的产品， 更可以烧结细颗粒产品；另一方面，由于脱胶完全，并在真空状态下 烧结，因此，适于合金中C总含量在5.88%-6.18%的全系列产品的 烧结。4、 设备体积小，占地面积及占用空间少，造价低。5、 生产过程安全，杜绝了原采用通氢气燃烧脱胶，易发生氢气爆 炸的现象。综上所述，本专利技术工艺设计合理、设备结构简单、操作方便、集 脱胶与真空烧结于一体，可有效提高产品烧结质量；縮短烧结周期， 节约能源,有效降低产品烧结成本；可烧结产品的范围广；设备造价 低；生产过程安全;适于作为现有硬质合金烧结设备的更新换代产品。 附图说明附图为本专利技术一种硬质合金脱胶真空烧结一体炉的结构示意图。图中1—炉体、2—保温箱、3—烧结室、4—集胶罐、5—抽胶 泵、6—真空泵。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术一种硬质合金脱胶真空烧结一体炉作进 一步详细说明。参见附图，本专利技术一种硬质合金脱胶真空烧结一体炉包括炉体 1、保温箱2、烧结室3、集胶罐4、抽胶泵5、真空泵6;所述炉体l 由支撑架7和炉壳8组成，所述炉壳8为空心圆柱体并固装在所述支撑架7上;所述保温箱2横截面为正方形并安装在所述炉壳8内腔中；所述烧结室3通过固装在所述保温箱2底面的石墨垫9支撑而安装在 所述保温箱2中，在所述烧结室3外壁与保温箱2内壁之间依次安装 有电热体IO、保温层ll;在所述炉壳8与保温箱2外壳之间，安装 有与外设循环水管连通的冷却水管12;在所述炉壳8的底部设有一 端与所述烧结室3连通，另一端与所述集胶罐4连接的出胶管13; 所述集胶罐4通过管道与所述抽胶泵5连接；在所述炉壳8上还设有 供热电偶插入所述保温箱2中的热电偶定位孔14及与所述由变频调 速电机驱动的真空泵6连接的抽真空口 15。下面结合具体实施例，对本专利技术一种硬质合金烧结工艺作进一步 说明。实施例l:第一步、成型根据工件的形状，取YG8硬质合金粉与树脂胶混合，压制成型; 第二步、脱胶将第一步已成型工件装炉，抽真空并维持炉内真空在75Pa，启 动抽胶泵，控制升温速率rC/min，升温至33(TC，保温50 min，使 胶粘剂气化；然后，继续升温至65(TC，保温50min，使炉内残存的 胶粘剂气体裂解，完成脱胶；第三步、烧结第二步结束后，继续抽真空至140Pa，同时升温至141(TC，保 温50min，升温速率控制在2'C/min，完成烧结。所得产品经检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬质合金烧结工艺，包括下述工艺步骤：　第一步、成型　根据工件的形状，将硬质合金粉与胶粘剂混合，压制成型；　第二步、脱胶　将第一步已成型工件装炉，抽真空并维持炉内真空在７５～８５Ｐａ，启动抽胶泵，控制升温速率１～２ ℃／ｍｉｎ，升温至３３０～３５０℃，保温５０～８０ｍｉｎ，使胶粘剂气化；然后，继续升温至６３０～６６０℃，保温５０～８０ｍｉｎ，使炉内残存的胶粘剂气体裂解，完成脱胶；　第三步、烧结　第二步结束后，继续抽真空至１４０～１６０Ｐａ， 同时升温至１４１０～１４８０℃，保温５０～７０ｍｉｎ，升温速率控制在２～８℃／ｍｉｎ，完成烧结。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐迎春，
申请(专利权)人：株洲楚天硬质合金有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]