一种在钢质基体上直接合成硬质合金的方法，是按选择的硬质合金牌号，称取各组分的金属或合金粉末，混合均匀；然后，利用等离子热源将钢基体表面需复合部位逐步加热熔化，同时，将第一步所得合金粉末连续置于被加热熔化的钢基体表面，即在钢基体表面形成了硬质合金复合层；本发明专利技术利用等离子热源具有瞬间产生高温的特点，实现钢基体及硬质合金粉末的快速熔化及快速凝固；实现在钢基体表面直接合成硬质合金，且硬质合金与钢基体表面形成冶金界面结合。本发明专利技术工艺方法简单，操作方便，可在钢质基体上直接合成硬质合金且硬质合金与钢基体形成冶金界面结合，界面结合强度高，耐冲击性能好，合金组织均匀，晶粒细小；适于工业化应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种硬质合金制造及与钢基体形成冶金界面结合的方法，特别是指；属于硬质合金制造及硬质合金与钢基体复合
技术介绍
硬质合金因具有良好的硬度和耐磨性，通常作为刀具刃口材料或耐磨层材料使 用，因此，需要将硬质合金与基体材料牢固结合。目前，通常是将烧结制备好的硬质合金通 过钎焊的方式与基体金属固连在一起，这种固定方式，存在如下问题一、现有硬质合金烧结制造通常采用以下工艺制粉一配料一过筛湿磨一压型一 烧结；其制备过程存在以下缺点1、在湿磨、压型过程中，容易造成硬质合金粉末的氧化、回潮，致使烧结后制备的 硬质合金组织疏松、强度低。2、烧结过程中受到真空度、加热方式及炉温均勻性的影响易产生增碳、脱碳、欠 烧、过烧现象以及碳化物与粘接相(钴、镍等)不完全浸润引起的合金疏松，高温时间长，碳 化物长大，搭桥等现象引起合金脆化、尺寸变形等缺陷。二、硬质合金与钢体通常采用钎焊固连，存在以下缺陷由于铜、银基钎焊的温度低于钢基体的熔化温度，只能产生硬质合金与钢基体粘 接界面，无法形成冶金界面结合，并容易出现虚焊现象。造成硬质合金与钢基体连接不牢 固，不耐强冲击。
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方法简单，操作方便，可 在钢质基体上直接合成硬质合金且硬质合金与钢基体形成冶金界面结合，界面结合强度 高，耐冲击性能好，合金组织均勻，晶粒细小的在钢质基体上直接合成硬质合金的方法。本专利技术，包括下述步骤第一步合金配料按选择的硬质合金牌号的组分配比，称取各组分的金属或合金粉末，混合均勻；第二步热熔化复合利用等离子热源将钢基体表面需复合部位逐步加热熔化，同时，将第一步所得合 金粉末连续置于被加热熔化的钢基体表面，即在钢基体表面形成了硬质合金复合层；实现 在钢质基体上直接合成硬质合金；所述等离子加热设备的工艺参数为电流150-450安 培，电压20-35伏特。本专利技术中，所述钢基体表面被加热熔化部位设有氩气保护气氛。本专利技术中，所述硬质合金复合层厚度为0. 5-15. 0mm。本专利技术由于采用上述工艺方法，利用等离子热源具有瞬间产生高温的特点，实现钢基体及硬质合金粉末的快速熔化及快速凝固；利用等离子弧的区域温度递度及钢基体与 硬质合金熔点的不同，通过控制等离子弧相对于钢基体表面的距离，使钢基体表面处于熔 化状态时，硬质合金粉末处于半熔化状态，并且连续补偿硬质合金粉末，实现硬质合金在钢 基体表面的连续复合。利用等离子热源瞬间产生的高温，使硬质合金粉末中起浸润作用的 金属粉末(如Co、Ni等)熔化，与钢基体表面的熔化层熔合成一体，而碳化物粉末以固体粉 末状分布在Co、Ni等金属熔体中，使碳化物(Wc、NbC、TiC、TaC等)与Co、Ni等得到完全的 浸润，在随后的快速冷却过程中，起浸润作用的金属熔体与钢基体形成完全固溶的冶金界 面结合，碳化物则镶嵌在Co、Ni金属中，实现在钢基体表面直接合成硬质合金，且硬质合金 与钢基体表面形成冶金界面结合。因此，界面结合强度高，耐冲击性能好。特别是快速冷却 凝固过程，使得硬质合金组织均勻、晶粒细小，从而获得高强韧性的硬质合金，克服了现有 技术制备的硬质合金组织疏松、强度低、脆性大的缺陷及采用钎焊将硬质合金与基体金属 连为一体时，存在的连接不牢固，不耐强冲击的弊端。综上所述，本专利技术工艺方法简单，操作方便，可在钢质基体上直接合成硬质合金且 硬质合金与钢基体形成冶金界面结合，界面结合强度高，耐冲击性能好，合金组织均勻，晶 粒细小；适于工业化应用。具体实施例方式下面结合具体实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1第一步合金配料按牌号为YGll硬质合金的组分配比，称取89克WC，11克Co混合均勻，配制成100 克YGll硬质合金粉；第二步热熔化复合调节等离子热源的电流为150安培，电压20伏特，将钢基体表面需复合部位逐步加热熔化并设置氩气保护气氛，同时，将第一步所得YGll合金粉末连续置于被加热熔化 的钢基体表面，在钢基体表面形成了厚度为8mm硬质合金复合层；本专利技术制备硬质合金复 合层与现有技术采用钎焊固连的硬质合金复合层性能参数对比如下试验内容传统方法 本专利技术方法硬度HRA87.9-88. 5 88.0-89.0抗弯强度(N/mm2)2600-2750 2750-2900抗锤击次数25-40彡80锤击试验采用5kg钢球(GCrl5、HRC60)在Im高处垂直自由落在合金上。实施例2第一步合金配料按牌号为YG15硬质合金的组分配比，称取85克WC，15克Co昆合均勻，配制成100 克YGll硬质合金粉；第二步热熔化复合调节等离子热源的电流为300安培，电压28伏特，将钢基体表面需复合部位逐 步加热熔化并设置氩气保护气氛，同时，将第一步所得YG15合金粉末连续置于被加热熔化的钢基体表面，在钢基体表面形成了厚度为0. 5mm硬质合金复合层；本专利技术制备硬质合金 复合层与现有技术采用钎焊固连的硬质合金复合层性能参数对比如下 试验内容传统方法本专利技术方法硬度HRA87. 9-88. 588. 0-89. 0抗弯强度(N/mm2)2850-29502900-3000抗锤击次数45-50彡110锤击试验采用5kg钢球(GCrl5、HRC60)在Im高处垂直自由落在合金上。实施例3第一步合金配料按牌号为YG20硬质合金的组分配比，称取80克WC，20克Co混合均勻，配制成100 克YGll硬质合金粉；第二步热熔化复合调节等离子热源的电流为450安培，电压35伏特，将钢基体表面需复合部位逐 步加热熔化并设置氩气保护气氛，同时，将第一步所得YG15合金粉末连续置于被加热熔化 的钢基体表面，在钢基体表面形成了厚度为15mm硬质合金复合层；本专利技术制备硬质合金 复合层与现有技术采用钎焊固连的硬质合金复合层性能参数对比如下试验内容传统方法 本专利技术方法硬度HRA87.9-88. 5 88.0-89.0抗弯强度(N/mm2)3000-3200 3100-3400抗锤击次数50-60彡130锤击试验采用5kg钢球(GCrl5、HRC60)在Im高处垂直自由落在合金上。权利要求，包括下述步骤第一步合金配料按选择的硬质合金牌号的组分配比，称取各组分的金属或合金粉末，混合均匀；第二步热熔化复合利用等离子热源将钢基体表面需复合部位逐步加热熔化，同时，将第一步所得合金粉末连续置于被加热熔化的钢基体表面，即在钢基体表面形成了硬质合金复合层；实现在钢质基体上直接合成硬质合金；所述等离子加热设备的工艺参数为电流150-450安培，电压20-35伏特。2.根据权利要求1所述的，其特征在于 所述钢基体表面被加热熔化部位设有氩气保护气氛。3.根据权利要求1或2所述的，其特征在 于所述硬质合金复合层厚度为0. 5-15. 0mm。全文摘要，是按选择的硬质合金牌号，称取各组分的金属或合金粉末，混合均匀；然后，利用等离子热源将钢基体表面需复合部位逐步加热熔化，同时，将第一步所得合金粉末连续置于被加热熔化的钢基体表面，即在钢基体表面形成了硬质合金复合层；本专利技术利用等离子热源具有瞬间产生高温的特点，实现钢基体及硬质合金粉末的快速熔化及快速凝固；实现在钢基体表面直接合成硬质合金，且硬质合金与钢基体表面形成冶金界面结合。本专利技术工艺本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在钢质基体上直接合成硬质合金的方法，包括下述步骤： 第一步：合金配料 按选择的硬质合金牌号的组分配比，称取各组分的金属或合金粉末，混合均匀； 第二步：热熔化复合 利用等离子热源将钢基体表面需复合部位逐步加热熔化，同时，将第一步所得合金粉末连续置于被加热熔化的钢基体表面，即在钢基体表面形成了硬质合金复合层；实现在钢质基体上直接合成硬质合金；所述等离子加热设备的工艺参数为：电流：１５０－４５０安培，电压：２０－３５伏特。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨航，陈红，周志文，欧阳志文，
申请(专利权)人：株洲中格材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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