專利名稱：一種硬質(zhì)合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金的制備方法。
背景技術(shù)：
汽車發(fā)動機(jī)是一種較為難加工的產(chǎn)品。不僅加工難度大而且加工時車削溫度上升較快?，F(xiàn)階段加工汽車發(fā)動機(jī)使用的數(shù)控刀片大多依賴國外進(jìn)口刀片。因為加工時溫度高，要求加工刀片要有較高的紅硬性?，F(xiàn)有市場上的硬質(zhì)合金制成的刀片根本無法適應(yīng)這樣的工作條件，使用時不是容易破碎就是耐磨性不夠
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種工藝簡單、適用于制造加工汽車發(fā)動機(jī)的數(shù)控刀片的硬質(zhì)合金的制備方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明主要通過以下技術(shù)方案得以解決一種硬質(zhì)合金的制備方法，包括配料、濕磨、干燥、壓制和燒結(jié)制得硬質(zhì)合金，所述配料步驟中，配料包括如下成分74. 2-74. 5wt%WCU0. 3-10. 8wt%Co、10. 3-10. 5wt%TaC 和 4. 5-5. 2wt%TiC。作為優(yōu)選，上述的WC的費氏平均粒度為3um、Co的費氏平均粒度為1. 5 um、TaC的費氏平均粒度為1. 5um, TiC的費氏粒度為2. 5um。作為優(yōu)選，該制備方法還包括攪拌步驟在濕磨步驟后、干燥步驟前，將濕磨后的配料進(jìn)行攪拌直至其均勻。作為優(yōu)選，將上述攪拌后的配料經(jīng)噴嘴霧化后通過充有氮氣的干燥塔干燥，噴霧干燥的參數(shù)為噴嘴的口徑1· 0-1. 3mm、霧化壓力1000_1300Kpa、塔內(nèi)壓力彡4. lKpa、塔內(nèi)含氧量彡3. 0%、氮氣進(jìn)塔溫度為200-210°C、氮氣出塔溫度為90-100°C。作為優(yōu)選，上述的濕磨步驟通過球磨機(jī)球磨，球磨參數(shù)為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為33-36rpm、填充系數(shù)為O. 5、固液比為3:1、研磨時間為30-40小時、球料比為4:1。作為優(yōu)選，在上述的每千克的配料中加入265ml濃度為92_94mol/L的酒精作為球磨介質(zhì)。作為優(yōu)選，上述壓制步驟采用20噸自動壓機(jī)，壓制參數(shù)為8-12次/分鐘。作為優(yōu)選，上述的燒結(jié)步驟中氫流量為5000-6000ml/h，燒結(jié)溫度為1410。。-1440。。，加壓:5000Kpa。通過上述方法制備的硬質(zhì)合金的硬度(HRA)為90. 5_92、強(qiáng)度彡2450N/mm2、密度為12. 75 13g/cm3。本發(fā)明采用10. 3-10. 5wt%TaC來保證通過上述方法制備的硬質(zhì)合金制成的刀片的紅硬性，當(dāng)?shù)镀庸囟冗_(dá)到800°C以上時刀片的硬度不發(fā)生改變，而且TaC的加入能夠很好的抑制WC晶粒在燒結(jié)時變大；采用4. 5-5. 2wt%Ti既能保證通過上述方法制備的硬質(zhì)合金制成的刀片在加工汽車發(fā)動時抗月牙洼磨損，同時也增加了刀片的硬度；采用10. 3-10. 8wt%Co是保證通過上述方法制備的硬質(zhì)合金制成的刀片在加工發(fā)動機(jī)時的韌性。所以通過上述方法制備的硬質(zhì)合金制造的刀片，具備了該硬質(zhì)合金的性能，相對于現(xiàn)有技術(shù)的刀片具有以下突出的優(yōu)點1 :紅硬性好，在加工溫度達(dá)到800°C以上時，刀片的硬度幾乎不發(fā)生變化，不容易破碎2 :耐磨性較高，使用壽命延長1-1. 5倍。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的技術(shù)方案的具體實施方式
作進(jìn)一步具體的說明。實施例1 :一種硬質(zhì)合金的制備方法，包括
(I)配料包括如下成分74. 5wt%WC、10. 3wt%Co、10. 5wt%TaC 和 4. 7wt%TiC。上述WC的費氏平均粒度為3um、Co的費氏平均粒度為1. 5 um、TaC的費氏平均粒度為1. 5um, TiC的費氏粒度為2. 5um。(2)濕磨在每千克的配料中加入265ml濃度為92-94mol/L的酒精作為球磨介質(zhì)； 濕磨步驟通過球磨機(jī)球磨，球磨參數(shù)為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為33-36rpm、填充系數(shù)為O. 5、固液比為3:1、研磨時間為30-40小時、球料比為4 :1。(3)攪拌將上述濕磨后的配料經(jīng)過220目的濕篩去除雜質(zhì)后進(jìn)行攪拌直至其均勻。攪拌使?jié)衲ズ蟮呐淞匣旌暇鶆蚝笫蛊渫ㄟ^噴嘴噴出的原料顆粒大小均勻，最后達(dá)到在后期壓制工藝中單重(波動)誤差減小，提高產(chǎn)品外觀尺寸的精度，提高了壓制效率。(4)干燥將攪拌后的配料經(jīng)噴嘴霧化后通過充有氮氣的干燥塔干燥，實現(xiàn)固液分離、液體回收和固體小球?；?，噴出的粒料經(jīng)螺旋冷卻臺傳輸、冷卻后經(jīng)40目干篩進(jìn)入料桶內(nèi)。噴霧干燥的參數(shù)為噴嘴的口徑1.0-1. 3mm、霧化壓力1000_1300Kpa、塔內(nèi)壓力(4. lKpa、塔內(nèi)含氧量彡3. 0%、氮氣進(jìn)塔溫度為200-21 (TC、氮氣出塔溫度為90_100°C。(5)壓制壓制步驟采用20噸自動壓機(jī)，調(diào)整好裝料高度、下拉行程、壓制行程和頂壓行程，混合料倒入料斗，開始壓制調(diào)試，壓制結(jié)束后，取出壓坯；壓制參數(shù)為8-12次/分鐘。(6)燒結(jié)將裝有產(chǎn)品的舟皿按工藝要求裝載在裝料車上送入爐內(nèi)，仔細(xì)清潔爐門密封帶并均勻涂上一層真空脂后關(guān)上爐門燒結(jié)；燒結(jié)步驟中氫流量為5000-6000ml/h，燒結(jié)溫度為1410°C -1440。。，加壓:5000Kpa。通過上述制備方法制得的硬質(zhì)金屬合金，硬度(HRA)為91. 5、強(qiáng)度為2550N/mm2、密度為12. 9g/cm3 ;將這樣性能的硬質(zhì)合金制成用于加工發(fā)動機(jī)的數(shù)控刀片，其因為具備了硬質(zhì)合金本身的性能，所以紅硬性好,且耐磨性高。實施例2 :—種硬質(zhì)合金的制備方法，包括
(I)配料包括如下成分74. 2wt%WCU0. 8wt%Co、10. 5wt%TaC 和 4. 5wt%TiC。上述WC的費氏平均粒度為3um、Co的費氏平均粒度為1. 5 um、TaC的費氏平均粒度為1. 5um, TiC的費氏粒度為2. 5um。(2)濕磨在在每千克的配料中加入265ml濃度為92_94mol/L的酒精作為球磨介質(zhì)；濕磨步驟通過球磨機(jī)球磨，球磨參數(shù)為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為33-36rpm、填充系數(shù)為O. 5、固液比為3:1、研磨時間為30-40小時、球料比為4 :1。(3)攪拌將上述濕磨后的配料經(jīng)過220目的濕篩去除雜質(zhì)后進(jìn)行攪拌直至其均勻。攪拌使?jié)衲ズ蟮呐淞匣旌暇鶆蚝笫蛊渫ㄟ^噴嘴噴出的原料顆粒大小均勻，最后達(dá)到在后期壓制工藝中單重(波動)誤差減小，提高產(chǎn)品外觀尺寸的精度，提高了壓制效率。(4)干燥將攪拌后的配料經(jīng)噴嘴霧化后通過充有氮氣的干燥塔干燥，實現(xiàn)固液分離、液體回收和固體小球?；?，噴出的粒料經(jīng)螺旋冷卻臺傳輸、冷卻后經(jīng)40目干篩進(jìn)入料桶內(nèi)。噴霧干燥的參數(shù)為噴嘴的口徑1.0-1. 3mm、霧化壓力1000_1300Kpa、塔內(nèi)壓力(4. lKpa、塔內(nèi)含氧量彡3. 0%、氮氣進(jìn)塔溫度為200-21 (TC、氮氣出塔溫度為90_100°C。(5)壓制壓制步驟采用20噸自動壓機(jī)，調(diào)整好裝料高度、下拉行程、壓制行程和頂壓行程，混合料倒入料斗，開始壓制調(diào)試，壓制結(jié)束后，取出壓坯；壓制參數(shù)為8-12次/分鐘。(6)燒結(jié)將裝有產(chǎn)品的舟皿按工藝要求裝載在裝料車上送入爐內(nèi)，仔細(xì)清潔爐門密封帶并均勻涂上一層真空脂后關(guān)上爐門燒結(jié)；燒結(jié)步驟中氫流量為5000-6000ml/h，燒結(jié)溫度為1410°C -1440。。，加壓:5000Kpa。通過上述制備方法制得的硬質(zhì)金屬合金，硬度(HRA)為92、強(qiáng)度為2450N/mm2、密度為12. 85g/cm3;將這樣性能的硬質(zhì)合金制成用于加工發(fā)動機(jī)的數(shù)控刀片，其因為具備了硬質(zhì)合金本身的性能，所以紅硬性好,且耐磨性高。
實施例3 :—種硬質(zhì)合金的制備方法，包括
(I)配料包括如下成分74. 2wt%WCU0. 3wt%Co、10. 3wt%TaC 和 5. 2wt%TiC。上述WC的費氏平均粒度為3um、Co的費氏平均粒度為1. 5 um、TaC的費氏平均粒度為1. 5um, TiC的費氏粒度為2. 5um。(2)濕磨在在每千克的配料中加入265ml濃度為92_94mol/L的酒精作為球磨介質(zhì)；濕磨步驟通過球磨機(jī)球磨，球磨參數(shù)為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為33-36rpm、填充系數(shù)為O. 5、固液比為3:1、研磨時間為30-40小時、球料比為4 :1。(3)攪拌將上述濕磨后的配料經(jīng)過220目的濕篩去除雜質(zhì)后進(jìn)行攪拌直至其均勻。攪拌使?jié)衲ズ蟮呐淞匣旌暇鶆蚝笫蛊渫ㄟ^噴嘴噴出的原料顆粒大小均勻，最后達(dá)到在后期壓制工藝中單重(波動)誤差減小，提高產(chǎn)品外觀尺寸的精度，提高了壓制效率。(4)干燥將攪拌后的配料經(jīng)噴嘴霧化后通過充有氮氣的干燥塔干燥，實現(xiàn)固液分離、液體回收和固體小球粒化，噴出的粒料經(jīng)螺旋冷卻臺傳輸、冷卻后經(jīng)40目干篩進(jìn)入料桶內(nèi)。噴霧干燥的參數(shù)為噴嘴的口徑1.0-1. 3mm、霧化壓力1000_1300Kpa、塔內(nèi)壓力(4. lKpa、塔內(nèi)含氧量彡3. 0%、氮氣進(jìn)塔溫度為200-21 (TC、氮氣出塔溫度為90_100°C。(5)壓制壓制步驟采用20噸自動壓機(jī)，調(diào)整好裝料高度、下拉行程、壓制行程和頂壓行程，混合料倒入料斗，開始壓制調(diào)試，壓制結(jié)束后，取出壓坯；壓制參數(shù)為8-12次/分鐘。(6)燒結(jié)將裝有產(chǎn)品的舟皿按工藝要求裝載在裝料車上送入爐內(nèi)，仔細(xì)清潔爐門密封帶并均勻涂上一層真空脂后關(guān)上爐門燒結(jié)；燒結(jié)步驟中氫流量為5000-6000ml/h，燒結(jié)溫度為1410°C -1440。。，加壓:5000Kpa。通過上述制備方法制得的硬質(zhì)金屬合金，硬度(HRA)為90. 8、強(qiáng)度為2750N/mm2、密度為13g/cm3 ;將這樣性能的硬質(zhì)合金制成用于加工發(fā)動機(jī)的數(shù)控刀片，其因為具備了硬質(zhì)合金本身的性能，所以紅硬性好,且耐磨性高。
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)合金的制備方法，包括配料、濕磨、干燥、壓制和燒結(jié)制得硬質(zhì)合金，其特征在于，所述配料步驟中，配料包括如下成分74. 2-74. 5wt%WC、10. 3-10. 8wt%Co、10.3-10. 5wt%TaC和 4. 5-5. 2wt%TiC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于，所述的WC的費氏平均粒度為3um、Co的費氏平均粒度為1. 5 um、TaC的費氏平均粒度為1. 5um, TiC的費氏粒度為2. 5um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于，該制備方法還包括攪拌步驟在濕磨步驟后、干燥步驟前，將濕磨后的配料進(jìn)行攪拌直至其均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于，將攪拌后的配料經(jīng)噴嘴霧化后通過充有氮氣的干燥塔干燥，噴霧干燥的參數(shù)為噴嘴的口徑1. 0-1. 3mm、霧化壓力1000-1300Kpa、塔內(nèi)壓力< 4. lKpa、塔內(nèi)含氧量< 3. 0%、氮氣進(jìn)塔溫度為200-21 (TC、氮氣出塔溫度為90-100°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于，所述的濕磨步驟通過球磨機(jī)球磨，球磨參數(shù)為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為33-36rpm、填充系數(shù)為O. 5、固液比為3:1、研磨時間為30-40小時、球料比為4 :1。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于，在每千克的配料中加入265ml濃度為92-94mol/L的酒精作為球磨介質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于，所述壓制步驟采用20噸自動壓機(jī)，壓制參數(shù)為8-12次/分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于，所述的燒結(jié)步驟中氫流量為5000-6000ml/h，燒結(jié)溫度為1410°C _1440°C，加壓5000Kpa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金的制備方法。一種硬質(zhì)合金的制備方法，包括配料、濕磨、干燥、壓制和燒結(jié)制得硬質(zhì)合金，所述的配料及其之間的重量比如下74.2-74.5wt%WC、10.3-10.8wt%Co、10.3-10.5wt%TaC和4.5-5.2wt%TiC。通過上述方法制備的硬質(zhì)合金的硬度(HRA)為90.5-92、強(qiáng)度≥2450N/mm2、密度為12.75～13g/cm3。將這樣性能的硬質(zhì)合金制成用于加工發(fā)動機(jī)的數(shù)控刀片，其因為包含了硬質(zhì)合金本身的性能，所以紅硬性好，且耐磨性高。
文檔編號C22C29/08GK103014393SQ20121050518
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者吳立志, 張敬利, 蔡久都, 黃云剛 申請人:浙江東鎢實業(yè)有限公司