本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模的制備方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金是高硬度、高強度、高耐磨的材料，在現(xiàn)代工業(yè)的眾多領(lǐng)域都得到了廣泛應用。硬質(zhì)合金產(chǎn)品通常是以高硬度難熔金屬的碳化物微米級粉末為主要成分，以鈷或鎳為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣燒結(jié)爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。在硬質(zhì)合金技術(shù)領(lǐng)域，通常將WC晶粒度大于5μm的硬質(zhì)合金定義為超粗晶粒硬質(zhì)合金。超粗晶粒硬質(zhì)合金產(chǎn)品廣泛應用于石油鉆齒、截煤機齒、路面冷銑刨機齒、沖壓模具、軋輥等領(lǐng)域。
硬質(zhì)合金生產(chǎn)一般包括混合料制備、壓坯成型和燒結(jié)三大階段。傳統(tǒng)的超粗晶粒WC-Co硬質(zhì)合金鉆尾模生產(chǎn)過程，是將超粗晶粒WC-Co硬質(zhì)合金燒結(jié)成塊狀后，再用線切割等機械加工方法將塊狀材料加工成鉆尾模，效率低、浪費材料、成本非常高。梯度復合型硬質(zhì)合金產(chǎn)品既具有單一材質(zhì)硬質(zhì)合金輥環(huán)的優(yōu)點，又具有良好強度和抗沖擊的優(yōu)點。中國專利CN103817150公開了一種梯度結(jié)構(gòu)型硬質(zhì)合金輥環(huán)包括輥環(huán)外層和輥環(huán)芯部，輥環(huán)外層配置在輥環(huán)芯部的外表面，在輥環(huán)外層同輥環(huán)芯部之間有互熔層，在輥環(huán)外層和輥環(huán)芯部之間形成成分梯度，輥環(huán)外層和輥環(huán)芯部的成分不同，將摻蠟干燥后的輥環(huán)外層球磨混料和摻蠟干燥后的輥環(huán)芯部球磨混料分層鋪疊裝粉，冷壓成型為輥環(huán)坯料，經(jīng)燒結(jié)獲得最終產(chǎn)品。其缺點在于，采用成分梯度獲得復合型硬質(zhì)合金產(chǎn)品，燒結(jié)過程中會發(fā)生由于濃度梯度導致的成分擴散，細微的工藝差別會導致擴散情況差異很大，造成最終的產(chǎn)品性能一致性難以控制。鑒于此，本專利提出一種基于不同粒度原料分層壓制，形成梯度超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模的制備方法，具體技術(shù)方案為：
一種超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模的制備方法，包括以下步驟：
（1）制備底層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d底為9±0.5μm，將混合均勻后的原料進行濕法球磨，濕法球磨結(jié)束后將濕法球磨后的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩后的混合料進行真空干燥，將真空干燥后的混合料進行第二次過篩，然后入蠟干燥，獲得底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料；
（2）制備頂層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d頂為6±0.5μm，將混合均勻后的原料進行濕法球磨，濕法球磨結(jié)束后將濕法球磨后的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩后的混合料進行真空干燥，將真空干燥后的混合料進行第二次過篩，然后入蠟干燥，獲得頂層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料；
（3）裝模分層壓制：先將適量底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料裝入成型模具，施加50~140MPa的壓力壓制，再將適量頂層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料裝入模具置于已經(jīng)壓實的底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料上方，施加壓力100~140MPa將成型模具內(nèi)的混合料壓實，獲得超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模壓坯；
（4）燒結(jié)：將超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模坯體，以1~3℃/min的速度升溫，首先升溫至300℃并保溫250~300min，然后繼續(xù)升溫至1400-1450℃并保溫燒結(jié)30-50min，然后以1℃/min降溫，獲得燒結(jié)后的超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模。
所述的裝模分層壓制，還包括，底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料的重量為頂層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料的2~3倍。
所述的裝模分層壓制，還包括，底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料裝入模具，分1~3次等量裝入，每次裝混合料后都施加壓力50~140MPa使其壓實；
所述的裝模分層壓制，還包括，頂層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料均為一次性裝入模具。
本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：
制備的超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模，抗沖擊性能好，使用壽命為常規(guī)產(chǎn)品的三倍；采用粒徑梯度來提高產(chǎn)品工作面抗沖擊性能。由于沒有成分梯度，不存在燒結(jié)過程中的成分擴散問題，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
附圖說明
圖1超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模示意圖。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
請參考圖1，超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模分為頂層1和底層2。一種超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模的制備方法，包括以下步驟：
（1）制備底層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d底為9±0.5μm，將混合均勻后的原料進行濕法球磨，濕法球磨結(jié)束后將濕法球磨后的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩后的混合料進行真空干燥，將真空干燥后的混合料進行第二次過篩，然后入蠟干燥，獲得底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料；
（2）制備頂層混合料：分別稱取WC粉、Co粉和Cr3C2粉進行原料配料，WC粉粒徑d頂為6±0.5μm，將混合均勻后的原料進行濕法球磨，濕法球磨結(jié)束后將濕法球磨后的混合料進行第一次濕式過篩，將第一次過篩后的混合料進行真空干燥，將真空干燥后的混合料進行第二次過篩，然后入蠟干燥，獲得頂層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料；
（3）裝模分層壓制：先將適量底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料裝入成型模具，施加50~140MPa的壓力壓制，再將適量頂層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料裝入模具置于已經(jīng)壓實的底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料上方，施加壓力100~140MPa將成型模具內(nèi)的混合料壓實，獲得超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模壓坯；
（4）燒結(jié)：將超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模坯體，以1~3℃/min的速度升溫，首先升溫至300℃并保溫250~300min，然后繼續(xù)升溫至1400-1450℃并保溫燒結(jié)30-50min，然后以1℃/min降溫，獲得燒結(jié)后的超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模。
所述的裝模分層壓制，還包括，底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料的重量為頂層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料的2~3倍。
所述的裝模分層壓制，還包括，底層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料裝入模具，分1~3次等量裝入，每次裝混合料后都施加壓力50~140MPa使其壓實；
所述的裝模分層壓制，還包括，頂層超粗晶粒硬質(zhì)合金混合料均為一次性裝入模具。
本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：
制備的超粗晶粒硬質(zhì)合金梯度鉆尾模，抗沖擊性能好，使用壽命為常規(guī)產(chǎn)品的三倍；采用粒徑梯度，沒有成分梯度，不存在燒結(jié)過程中的成分擴散問題，產(chǎn)品性能一致性高。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。