專利名稱：一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金的制備方法，特別是一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的不斷發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)代化越來越高，采掘業(yè)的不斷發(fā)展使得硬質(zhì)合金的消耗也越來越大，充分利用有限的鎢資源也顯得越來越重要。在利用廢鎢鈷合金制備硬質(zhì)合金方面，目前所普遍采用的電解法或鋅融法回收廢鎢鈷合金制備成WC和Co混合料，再經(jīng)濕磨、干燥、壓制成型、真空燒結(jié)等工序生產(chǎn)鎢鈷硬質(zhì)合金，由于電解法或鋅融法在廢過程中不可避免地帶入了鋅等雜質(zhì)，所以其制品孔隙度高，抗彎強度低，韌性較差，強度和顯微硬度不能相匹配，綜合性能較低，尤其是合金的高溫硬度和高溫強度不高，抗沖擊和抗熱塑變能力較差，難適合在高溫環(huán)境下工作，優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)合金制備對其原料WC粉(即碳化鎢粉)的粒度有嚴(yán)格的要求，不僅僅要求WC粉的顯微結(jié)構(gòu)好，結(jié)晶完整，粒度粗大均勻，而且其聚集程度不能太高。這也正是目前國內(nèi)WC生產(chǎn)商不能批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)粗晶WC粉末的主要原因之一；由于聚集體的結(jié)合松緊程度不一，因而加大了優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)合金的制造難度，使硬質(zhì)合金制品在耐磨性和韌性上難做到高度的統(tǒng)一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法，通過其制備的硬質(zhì)合金的WC平均晶粒度達(dá)到3. O 4. 6 μ m，抗彎強度達(dá)到3000 3600MPa，硬度HRA87. 5 90. 0，可實現(xiàn)合金強度和顯微硬度的良好匹配，使硬質(zhì)合金制品在耐磨性和韌性上達(dá)到高度的統(tǒng)一，提高了合金的綜合使用性能。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)其發(fā)明目的是一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法，它由廢舊鎢鈷硬質(zhì)合金采用高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型、真空低壓一體化燒結(jié)十一個工藝步驟完成；高溫煅燒將廢鎢鈷硬質(zhì)合金清理干凈后，用石墨器皿裝上置于真空爐中加熱到 18000C 2200°C進行煅燒處理；破碎將煅燒好的廢鎢鈷硬質(zhì)合金進行機械破碎，破碎后鎢鈷合金混合料顆粒度較粗， 還不能直接作原料使用，所以又叫初步破碎；球磨將初步破碎后的廢鶴鈷硬質(zhì)合金裝入球磨機中進行進一步的球磨成粉，以達(dá)到工藝使用要求；過篩將球磨后廢鶴鈷硬質(zhì)合金粉用180目的過目篩進行篩分；配料將篩分后的廢鎢鈷硬質(zhì)合金粉按工藝、牌號的不同要求將研磨好的廢鎢鈷硬質(zhì)合金粉中碳化鎢和鈷的質(zhì)量之比為85、4:6 15的混合粉(通過添加碳化鎢或鈷量調(diào)配成 85 94:6 15)；濕磨將配比好的的混合料加入球磨介質(zhì)及硬質(zhì)合金球置于球磨機內(nèi)進行混合研磨； 其碳化鎢和鈷混合料、球磨介質(zhì)、硬質(zhì)合金球的質(zhì)量配比為鎢鈷硬質(zhì)合金粉球磨介質(zhì) 硬質(zhì)合金球=3. 25:1:16. 25 ；干燥將混合研磨好的粉料按工藝要求過濾后置于真空干燥器內(nèi)加熱以蒸發(fā)球磨介質(zhì)，使混合料保持干燥；摻成形劑將混合干燥好的混合料按比例摻入石蠟或PEG成形劑使混合料成形，其混合料與石蠟或PEG成形劑的比例為混合料石蠟或PEG成形劑=98:2 ;制粒將成形的混合粉料制成設(shè)計要求尺寸大小的顆粒狀，以提高粉末的流動性能；壓制成型將顆粒狀粉料壓制成所需要形狀的壓坯；真空低壓一體化燒結(jié)將壓制好的壓坯擺放在石墨器皿上，置于真空低壓一體化燒結(jié)爐中脫蠟、真空和加熱燒結(jié)成硬質(zhì)合金；在燒結(jié)過程中，于1000°C通入甲烷與氫氣質(zhì)量比為O. 6^3:97^99. 4混合氣體的正碳燒結(jié)工藝7(Tl20分鐘修正合金的碳量，從而使廢碳化鎢生產(chǎn)的硬質(zhì)合金的碳量達(dá)到平衡的目的，真空低壓一體化燒結(jié)的最高溫度為1450 1480。。。
本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案是所述廢鎢鈷合金真空高溫處理溫度為 1800 0C 2200。。。
本發(fā)明進一步的優(yōu)選技術(shù)方案是所述燒結(jié)時在1000°C通入甲烷與氫氣質(zhì)量比為O. 6^3:97^99. 4混合氣體，燒結(jié)時通混合氣體的時間為7(Tl20分鐘。
本發(fā)明更進一步的優(yōu)選技術(shù)方案是所述真空低壓一體化燒結(jié)的最高溫度為 1440 1460。。。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明較好的實現(xiàn)了其發(fā)明目的，采用廢舊鎢鈷硬質(zhì)合金為原料，在1800°C 2200°C進行真空高溫處理后，經(jīng)初步破碎后，裝入球磨機中進行球磨破碎；物料破碎到180目才適于再生利用；由于采用高溫煅燒廢舊鎢鈷硬質(zhì)合金，使 得所廢的碳化鎢粉有更好的顯微結(jié)構(gòu)，結(jié)晶完整、全部為角狀單晶、晶粒表面無缺陷、粒度較均勻、化合碳高、無W2C等等；經(jīng)配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和正碳修正燒結(jié)制備的硬質(zhì)合金韌性高，而且具有結(jié)構(gòu)缺陷少、結(jié)晶完整、微觀應(yīng)變小，亞晶粗大均勻、顯微硬度高，其耐磨性和抗沖擊韌性得到極大的提高，抗彎強度達(dá)到了 3000 3600MPa，硬度達(dá)到了 HRA87. 5 90. 0，實現(xiàn)了強度和顯微硬度的良好匹配，其具有高強度的WC骨架結(jié)構(gòu)和良好的高溫機械性能；合金的熱導(dǎo)率比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的鈷含量相同的粗晶粒合金高20%，強度和沖擊韌性值高約40%，從而使合金綜合性能大大地提高；制備的硬質(zhì)合金的WC平均晶粒度達(dá)到3. O 4. 6 μ m，抗彎強度達(dá)到3000 3600MPa，硬度HRA87. 5 90. 0，具有結(jié)構(gòu)缺陷少、顯微硬度高、微觀應(yīng)變小、高強度的WC骨架結(jié)構(gòu)和良好的高溫機械性能。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對發(fā)明內(nèi)容作進一步說明實施例1:由發(fā)明內(nèi)容可知，一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法，其包括如下工藝步驟高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和真空低壓一體化燒結(jié)；以廢舊鎢鈷硬質(zhì)合金為原料，在1800°c進行真空高溫處理后.經(jīng)初步破碎后，裝入球磨機中進行球磨破碎，物料破碎后進行180目的篩分；篩分后的粉料按牌號要求進行調(diào)鈷配料成鈷與碳化鎢的質(zhì)量比為1:9、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和真空低壓一體化燒結(jié)。燒結(jié)過程中在1000°C通入甲烷與氫氣質(zhì)量比為2. 0:98. O混合氣體的正碳燒結(jié)工藝70分鐘修正合金的碳量，從而使廢碳化鎢生產(chǎn)的硬質(zhì)合金的碳量達(dá)到平衡的目的，真空低壓一體化燒結(jié)的最高溫度為1450°C。
將通過本實施例得到的利用廢鎢鈷合金制備中粗晶硬質(zhì)合金截齒(成型尺寸為 6. 5*5. 25*20 μ m的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)樣本100件進行檢測，得到合金晶粒均勻、WC平均晶粒度為3.2 μ m、孔隙A02B00C02、有輕微滲碳、平均抗彎強度為3000MPa、平均硬度為HRA90. 4。
實施例2:一種利用廢鎢鈷合金制作中粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法，其包括如下工藝步驟高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和真空低壓一體化燒結(jié)；以廢舊鎢鈷硬質(zhì)合金為原料，在2100°C進行真空高溫處理后.經(jīng)初步破碎后，裝入球磨機中進行球磨破碎，物料破碎后進行180目的篩分。篩分后的粉料按牌號要求進行調(diào)鈷配料成鈷與碳化鎢的質(zhì)量比為1:9、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和真空低壓一體化燒結(jié)。燒結(jié)過程中在1000°C通入甲烷與氫氣質(zhì)量比為1:99混合氣體的正碳燒結(jié)工藝90分鐘修正合金的碳量，從而使廢碳化鎢生產(chǎn)的硬質(zhì)合金的碳量達(dá)到平衡的目的，真空低壓一體化燒結(jié)的最高溫度為1460°C。
將通過本實施例得到的利用廢鎢鈷合金制備中粗晶硬質(zhì)合金截齒(成型尺寸為 6. 5*5. 25*20 μ m的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)樣本100件進行檢測，得到合金晶粒均勻、WC平均晶粒度為4.2 μ m、孔隙A02B00C00、平均抗彎強度為3200MPa、平均硬度為HRA88. 8。
權(quán)利要求
1.一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法，它由廢舊鎢鈷硬質(zhì)合金采用高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型、真空低壓一體化燒結(jié)十一個工藝步驟完成； 高溫煅燒將廢鎢鈷硬質(zhì)合金清理干凈后，用石墨器皿裝上置于真空爐中加熱到18000C 2200°C進行煅燒處理； 破碎將煅燒好的廢鎢鈷硬質(zhì)合金進行機械破碎，破碎后鎢鈷合金混合料顆粒度較粗，還不能直接作原料使用，所以又叫初步破碎； 球磨將初步破碎后的廢鶴鈷硬質(zhì)合金裝入球磨機中進行進一步的球磨成粉，以達(dá)到工藝使用要求； 過篩將球磨后廢鶴鈷硬質(zhì)合金粉用180目的過目篩進行篩分； 配料將篩分后的廢鎢鈷硬質(zhì)合金粉按工藝、牌號的不同要求將研磨好的廢鎢鈷硬質(zhì)合金粉中碳化鎢和鈷的質(zhì)量之比為85、4:6 15的混合粉(通過添加碳化鎢或鈷量調(diào)配成85 94:6 15)； 濕磨將配比好的的混合料加入球磨介質(zhì)及硬質(zhì)合金球置于球磨機內(nèi)進行混合研磨；其碳化鎢和鈷混合料、球磨介質(zhì)、硬質(zhì)合金球的質(zhì)量配比為鎢鈷硬質(zhì)合金粉球磨介質(zhì)硬質(zhì)合金球=3. 25:1:16. 25 ； 干燥將混合研磨好的粉料按工藝要求過濾后置于真空干燥器內(nèi)加熱以蒸發(fā)球磨介質(zhì)，使混合料保持干燥； 摻成形劑將混合干燥好的混合料按比例摻入石蠟或PEG成形劑使混合料成形，其混合料與石蠟或PEG成形劑的比例為混合料石蠟或PEG成形劑=98:2 ; 制粒將成形的混合粉料制成設(shè)計要求尺寸大小的顆粒狀，以提高粉末的流動性能； 壓制成型將顆粒狀粉料壓制成所需要形狀的壓坯； 真空低壓一體化燒結(jié)將壓制好的壓坯擺放在石墨器皿上，置于真空低壓一體化燒結(jié)爐中脫蠟、真空和加熱燒結(jié)成硬質(zhì)合金；在燒結(jié)過程中，于1000°C通入甲烷與氫氣質(zhì)量比為0. 6^3:97^99. 4混合氣體的正碳燒結(jié)工藝7(Tl20分鐘修正合金的碳量，從而使廢碳化鎢生產(chǎn)的硬質(zhì)合金的碳量達(dá)到平衡的目的，真空低壓一體化燒結(jié)的最高溫度為1450 1480。。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法，其特征是它的優(yōu)選技術(shù)方案是廢鎢鈷合金真空高溫處理溫度為1800°C 2200°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法，其特征是它的進一步的優(yōu)選技術(shù)方案是燒結(jié)時在1000°c通入甲烷與氫氣質(zhì)量比為0. 6^3 97^99. 4混合氣體，燒結(jié)時通混合氣體的時間為7(Tl20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法，其特征是它的更進一步的優(yōu)選技術(shù)方案是真空低壓一體化燒結(jié)的最高溫度為1440 1460。。。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質(zhì)合金截齒的制備方法，它由廢舊鎢鈷硬質(zhì)合金采用高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型、真空低壓一體化燒結(jié)十一個工藝步驟完成；該方法采用廢舊鎢鈷硬質(zhì)合金為原料，經(jīng)配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和正碳修正燒結(jié)制備的硬質(zhì)合金韌性高，而且具有結(jié)構(gòu)缺陷少、結(jié)晶完整、微觀應(yīng)變小，亞晶粗大均勻、顯微硬度高、高強度的WC骨架結(jié)構(gòu)和良好的高溫機械性能，其耐磨性和抗沖擊韌性得到了提高。
文檔編號B22F3/16GK102990069SQ20121052504
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者李亞蘭, 肖華 申請人:湖南世紀(jì)特種合金有限公司