專利名稱：一種熱墩熱沖模用非均勻硬質(zhì)合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種硬質(zhì)合金及其制備工藝，特別涉及一種高強(qiáng)度耐磨耗的熱墩熱沖 模具用材料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金因?yàn)榫哂懈邚?qiáng)度、高硬度等特點(diǎn)，被譽(yù)為工業(yè)的牙齒，是一種應(yīng)用廣泛的 工具材料。但是目前的硬質(zhì)合金產(chǎn)品普遍存在的技術(shù)問題是如何使高強(qiáng)度與高硬度性能 優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，當(dāng)合金具有高強(qiáng)度時(shí)，往往硬度低，耐磨性差，具有高硬度時(shí)，又往往 強(qiáng)度低，韌性差。如何盡可能做到高強(qiáng)度與高硬度的同步實(shí)現(xiàn)，滿足各種工程機(jī)械、鑿 巖工具、耐磨零件的特殊要求，始終是硬質(zhì)合金研究的目標(biāo)與方向。目前國內(nèi)外在沖壓 成型工業(yè)中廣泛采用硬質(zhì)合金作為成型模具，將鋼坯沖壓成螺絲螺帽等產(chǎn)品，由于在這 種工作狀態(tài)下，成型沖頭承受的沖擊力大，沖擊次數(shù)頻繁，而且溫度高，就要求制造成 型沖頭等成型模具的合金既有高強(qiáng)度，又有高硬度，還需承受1000'C左右的溫度，須具 有良好的抗氧化性。目前，廣泛用作制造該類成型模具的合金是由粗顆粒碳化鎢粉與20% 左右的鈷制備的硬質(zhì)合金材料，其硬度低，一般為HRA82 84左右，抗彎強(qiáng)度為2500MPa 左右，因此在使用過程中不耐磨，且在高溫下易氧化，無法完全滿足使用要求。中國專 利(200310110532.2)公開了一種非均勻硬質(zhì)合金的制備方法。但其主要針對用于制造鏟 雪片用的硬質(zhì)合金，由于其鈷含量低僅為11 12%，主要碳化鎢粉的粒度細(xì)(9.01 13^m)，雖能滿足鏟雪片的工作狀態(tài)要求，也達(dá)到了制作熱鐓熱沖模具的強(qiáng)度要求，但 沖擊韌性較差，且其成分為純碳化鎢-鈷，不耐高溫，抗氧化能力弱，因此不適宜制作硬 質(zhì)合金熱鐓模具，需進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金，它既有高強(qiáng)度，又有高 硬度，且具有良好抗氧化性。
本發(fā)明的另一目的是提供一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金的制備方法，它能使 所生產(chǎn)的硬質(zhì)合金滿足上述要求。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金，其特征在于該合金成份及重量百分比為
鈷12 20%，鎳3 10%， 20 25um的碳化鴇50 70%, 1.0 1.5urn的碳化鉤10 30%。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的合金成份及重量百分比為
鈷12 18。/0，鎳3 6。/o，20 25um的碳化鉤60 70%， 1.0 1.5um的碳化鴇10 20%。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的合金成份及重量百分比為
鈷15%，鎳5%， 20 25um的碳化鉤60%， 1.0 1.5um的碳化鉤20%。
一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于按比例取各原料，
將粉料混合均勻，成混合物，將混合料按球料比3 5 : 1，液固比450 520ml/Kg，在球 磨機(jī)內(nèi)以酒精或丙酮為介質(zhì)進(jìn)行濕磨，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為36r/min，研磨時(shí)間為20 30小時(shí)， 再經(jīng)干燥、壓制成型，然后在真空爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，制備出高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫的非 均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金材料。
本發(fā)明的有益效果在于
1、 運(yùn)用硬質(zhì)合金材料非均勻結(jié)構(gòu)理論，在合金中鈷含量一定的條件下，合理搭配粗 顆粒碳化鎢粉和細(xì)顆粒碳化鎢粉的比例，由于碳化鎢晶粒或形狀差異較大，加入一定量 的細(xì)顆粒碳化鎢，可對大顆粒碳化鴿之間的間隙進(jìn)行一定程度的填充，有利于減少合金 的孔隙度、裂紋源數(shù)目或減少裂紋源的尺寸，提高合金的斷裂強(qiáng)度和韌性，必然增加合 金的硬度和耐磨性。
2、 針對不同的加工條件，可選擇不同的鈷、鎳含量配比，分別配制出沖擊韌性、耐 磨性不同的合金。
3、 在粘結(jié)相中加入一部分鎳粉，有利于提高合金的抗高溫氧化性。因此采用本發(fā)明 方法制備的硬質(zhì)合金熱墩模其硬度達(dá)到HRA85左右，抗彎強(qiáng)度達(dá)2800MPa左右，且具 有良好的抗高溫氧化性，使用壽命比現(xiàn)有技術(shù)制備的產(chǎn)品提高15%以上。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明用于制作熱墩模具時(shí)的實(shí)施例如下 實(shí)施例1:
一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金，該合金成份及重量百分比為鈷粉15%，鎳 粉5%, 25um的碳化鉤粉60%， l.Oum的碳化鎢粉20%。
上述熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金的制備方法，按比例取各原料，將粉料混合均 勻，成混合料，混合料重量為300Kg，將配制好的混合料在300立升可傾式濕磨機(jī)內(nèi)， 以酒精作介質(zhì)進(jìn)行濕磨，球料比為4: 1，液固比為450ml/kg，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為36r/min，研磨時(shí)間為24小時(shí)，研磨好的料槳經(jīng)干燥、壓制成型后用一體爐進(jìn)行脫蠟及真空燒結(jié)，燒 結(jié)溫度為1470°C，保溫時(shí)間為60分鐘，得產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能為硬度85.5HRA, 抗彎強(qiáng)度2700MPa。 實(shí)施例2:
一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金，該合金成份及重量百分比為鈷粉12%，鎳 粉3%， 25um的碳化鴿粉70%， l.Oum的碳化鴇粉15%。
上述熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金的制備方法，按比例取各原料，將粉料混合均 勻，成混合料，混合料重量為300Kg，配制好的混合料在300立升可傾式濕磨機(jī)內(nèi)，以 酒精作介質(zhì)進(jìn)行濕磨，球料比為4: 1，液固比為450ml/kg,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為36r/min，研磨 時(shí)間為24小時(shí)，研磨好的料漿經(jīng)干燥、壓制成型后用一體爐進(jìn)行脫蠟及真空燒結(jié)，燒結(jié) 溫度為1470'C，保溫時(shí)間為60分鐘。產(chǎn)品的性能為硬度88.0HRA，抗彎強(qiáng)度2850MPa。
實(shí)施例3:
一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金，該合金成份及重量百分比為鈷粉18%,鎳 粉5%， 25um的碳化鎢粉65%， l.Oum的碳化鎢粉12%。
上述熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金的制備方法，按比例取各原料，將粉料混合均 勻，成混合料，混合料重量為300Kg，配制好的混合料在300立升可傾式濕磨機(jī)內(nèi)，以 酒精作介質(zhì)進(jìn)行濕磨，球料比為4: 1,液固比為450ml/kg，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為36r/min，研磨 時(shí)間為24小時(shí)，研磨好的料漿經(jīng)干燥、壓制成型后用一體爐進(jìn)行脫蠟及真空燒結(jié)，燒結(jié) 溫度為1470°C，保溫時(shí)間為60分鐘。產(chǎn)品的性能為硬度84.5HRA，抗彎強(qiáng)度2750MPa。
實(shí)施例4:
一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金，該合金成份及重量百分比為鈷粉20%，鎳 粉5%， 25um的碳化與粉50%， l.Oum的碳化鴿粉25%。
上述熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金的制備方法，按比例取各原料，將粉料混合均 勻，成混合料，混合料重量為300Kg，配制好的混合料在300立升可傾式濕磨機(jī)內(nèi)，以 酒精作介質(zhì)進(jìn)行濕磨，球料比為4: 1，液固比為450ml/kg，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為36r/min,研磨 時(shí)間為24小時(shí)，研磨好的料漿經(jīng)干燥、壓制成型后用一體爐進(jìn)行脫蠟及真空燒結(jié)，燒結(jié) 溫度為1470°C,保溫時(shí)間為60分鐘。產(chǎn)品的性能為硬度83.5HRA，抗彎強(qiáng)度2800Mpa。
本發(fā)明包含但不限于上述實(shí)施方式，只要采用了粗細(xì)顆粒碳化鎢搭配使用并加入鎳 的成份配比，即屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金，其特征在于該合金成份及重量百分比為鈷12～20％，鎳3～10％，20～25um的碳化鎢50～70％，1.0～1.5um的碳化鎢10～30％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金，其特征在于所述的 合金成份及重量百分比為鈷12 18%，鎳3 6%， 20 25um的碳化鎢60 70%， 1.0 1.5um的碳化鴇10 20%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金，其特征在于所述的合 金成份及重量百分比為鈷15%，鎳5%， 20 25um的碳化鎢60%, 1.0 1.5um的碳化 鴇20%。
4、 一種熱墩熱沖模具類產(chǎn)品用硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于按比例取各原料， 將粉料混合均勻，成混合物，將混合料按球料比3 5: 1，液固比450 520ml/Kg,在球 磨機(jī)內(nèi)以酒精或丙酮為介質(zhì)進(jìn)行濕磨，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為36r/min，研磨時(shí)間為20 30小時(shí)， 再經(jīng)干燥、壓制成型，然后在真空爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，得產(chǎn)品。
全文摘要
一種熱墩模具用材料及其制備工藝。其產(chǎn)品的成份及重量百分比為鈷12～20％，鎳3～10％，20～25μm的碳化鎢50～70％，1.0～1.5μm的碳化鎢10～30％。其制備方法是按比例取各原料，混合均勻，成混合物，將混合料按球料比3～5∶1，液固比450～520ml/kg，在球磨機(jī)內(nèi)以酒精或丙酮為介質(zhì)進(jìn)行濕磨，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為36r/min，研磨時(shí)間20～30小時(shí)，再經(jīng)干燥、壓制成型，然后在真空爐內(nèi)燒結(jié)，得產(chǎn)品。本發(fā)明運(yùn)用硬質(zhì)合金材料非均勻結(jié)構(gòu)理論，在合金中鈷含量一定的條件下，合理搭配粗顆粒碳化鎢粉和細(xì)顆粒碳化鎢粉的比例，提高合金的斷裂強(qiáng)度和韌性，必然增加合金的硬度和耐磨性。選擇不同的鈷、鎳含量配比，分別配制出沖擊韌性、耐磨性不同的合金。鎳粉有利于提高合金的抗高溫氧化性。
文檔編號C22C29/06GK101285146SQ20081003123
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者明 陳 申請人:株洲精工硬質(zhì)合金有限公司