专利名称：硬质合金石蜡工艺的控碳方法
技术领域：
本发明属于硬质合金生产领域，特别涉及一种硬质合金石蜡工艺的控碳方法。
背景技术：
碳量控制是保证硬质合金质量的关键因素，碳量变化超过一个很小的范围，就会造成脱碳或渗碳，极大地降低硬质合金材料性能。当发生脱碳时，需要增碳；当发生渗碳时， 需要进行降碳。磁饱和值与碳含量呈正相关关系，因此，硬质合金工艺中，在制得硬质合金后，常通过检测磁饱和值来检测硬质合金的碳含量。各牌号的硬质合金设计碳量的磁饱和值一般在91 96%范围。也就是说，若制得的硬质合金经检测磁饱和值与设计值的偏差越小，说明其碳量控制的精确度越高，进而能决定材料性能越好。因此，需要通过控碳措施，使这个偏差不超过特定范围。在现有硬质合金生产中，是在制得混合料后，取样，按目标牌号进行压制，烧结，用钴磁仪测量硬质合金的磁饱和值。若磁饱和值超过设定允许偏差时，则将混合料返回球磨机，在混合料中增加碳黑重新湿磨，以达到增碳的控碳目的；或在混合料中增加钨粉重新湿磨，以达到降碳的控碳目的。前述传统控碳方法，工艺复杂，调整周期长，且控碳精度低。由于橡胶残留物不受控，用橡胶工艺生产硬质合金时的磁饱和值偏差高达士 10%。虽然石蜡工艺控碳精度有所提高，但(磁饱和值的)可控偏差仍较大。用石蜡工艺生产硬质合金时的磁饱和值偏差也只能达士8%，并且同样存在很难做到一次调整成功、难以避免出现渗碳或脱碳现象的相同问题。总之，硬质合金生产中碳量控制是一个非常困难的问题。尤其是如何进一步提高碳量控制精度从而提高硬质合金材料性能也是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是针对现有技术中硬质合金石蜡工艺的控碳困难及控碳精度不够理想的问题，提供一种能实现精确控碳的硬质合金石蜡工艺的控碳方法。为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下硬质合金石蜡工艺的控碳方法，无水酒精为研磨介质，包括如下步骤步骤(一)根据目标牌号配料，按磁饱和值为91 96%设计目标碳量，对石蜡工艺生产的混合料取样，按目标牌号所需工艺压制，烧结，制得目标牌号硬质合金，检测磁饱和值；测得磁饱和值在91 96%时，控碳完成，作为合格混合料供下工序使用；测得磁饱和值小于91%，则依次进行下列步骤步骤(二)混合料取样，按橡胶质量/混合料质量=0. 01% 0. 4%的比例，向取样混合料中加入汽油橡胶溶液；步骤(三)对步骤(二)制得的混合料搅拌混勻，制粒，过筛；步骤(四)对步骤(三)制得的混合料取样，按目标牌号所需工艺压制，烧结，制得目标牌号硬质合金，检测磁饱和值；
步骤(五)按步骤(二 )汽油橡胶溶液加入比例向整批混合料中加入汽油橡胶溶液，完成控碳，作为合格混合料供下工序使用。作为优选方案，前述硬质合金石蜡工艺的控碳方法，步骤(二)所述橡胶质量/混合料质量=0. 2 0. 4%。作为进一步优选方案，前述硬质合金石蜡工艺的控碳方法，所述步骤(二)橡胶质量/混合料质量=0.2%。作为优选方案，前述硬质合金石蜡工艺的控碳方法，所述烧结为真空烧结。本发明的技术方案，硬质合金石蜡工艺的控碳方法，步骤(三)及步骤(四)所述的在对整批混合料加入汽油橡胶溶液前先进行取样、试做，是本领域遵循的生产技术手段， 以避免因错误操作而导致整批料的浪费。通过本发明的控碳方法，可一次控碳成功，步骤 (四)取样混合料测得的磁饱和值可稳定达到91 96%。现行硬质合金生产中，因成型剂橡胶和石蜡的特性差异大，橡胶工艺、石蜡工艺成为两种互不兼容的选择。然而，发明人经研究发现，在硬质合金石蜡工艺制得的混合料中， 通过添加少量汽油橡胶溶液，可达到精确控碳的目的。进一步，发明人经筛选研究发现，控制橡胶质量/混合料质量=0. 01% 0. 4%的比例加入汽油橡胶溶液，最终制得的硬质合金的磁饱和度与设计值的误差可达到士3%。因硬质合金生产过程受多因素影响，设计目标碳量和实际得到的硬质合金碳量存在差异。为达到更精确的控碳目的，发明人研究发现，混合料的配制时，在配料的碳平衡计算中，根据目标牌号配料，并按磁饱和值为91 96%设计目标碳量，实现了物料的“弱缺碳”状态。在此状态下按橡胶质量/混合料质量= 0. 01% 0. 4%的比例加入汽油橡胶溶液，能够进一步提高控碳的精确度，并进一步保证了一次控碳成功，避免了多次反复调碳。现有技术中，磁饱和值通常作为检测手段，用于事后检测硬质合金的碳量；本发明中，发明人利用磁饱和值与碳量的正相关关系，突破性地提出了通过事前设计磁饱和值进行控碳的方法，使本发明的控碳方法更加简易。通过本发明的控碳方法，不需苛刻的干燥条件及烧结温度条件，即可达到提高控碳精确度的效果。本发明中，石蜡及无水酒精的用量为本领域传统石蜡酒精工艺的常规用量，优选用量为，石蜡的用量为原料粉末1. 8wt%，无水酒精/原料粉末比例为300 350ml/Kg。与现有技术相比，本发明的有益效果是一、本发明的方法实现了精确控碳。本发明的控碳方法，最终制得的硬质合金的磁饱和值与设计值的误差可控制在士3%以内。 二、本发明的控碳方法操作简易，不需将混合料重新添加进球磨机进行球磨。根据本发明的工艺条件添加橡胶溶液，即可得到碳量合格的混合料，不需多次反复控碳。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。以下各实施例的汽油橡胶溶液，汽油为溶剂，橡胶浓度为10% (重量)。实施例1
目标牌号YG6，硬质相为94wt%WC(总碳为6. 10%,FSSS 2. Oum)，粘结相为6wt% Co (FSSS 1. 5um)，确定设计磁饱和值为93. 5%。石蜡(占原料粉末1. 8wt% )为成型剂，无水酒精(300ml/kg原料粉末)为研磨介质，根据目标牌号YG6，进行配料，制备混合料。步骤(一)对混合料取样50g，按目标牌号所需工艺压制，1450°C真空烧结，制得目标牌号硬质合金，用钴磁仪检测磁饱和值，测得值为80% ；步骤(二)混合料称重1. Okg,按橡胶质量/混合料质量=0. 3 %的比例加入汽油橡胶溶液30g ；步骤(三)步骤(二)制得的混合料搅拌混勻，预制粒，滚动制粒，过60目筛；步骤(四)对步骤(三)制得的混合料取样50g(质量)，按目标牌号所需工艺压制，1450°C真空烧结，制得目标牌号硬质合金，用钴磁仪检测磁饱和值，测得值为92% ；步骤(五)按橡胶质量/混合料质量=0. 3%的比例，向整批混合料中加入汽油橡胶溶液，控碳完成；搅拌均勻，制粒，过筛，投入下工序大批生产。步骤(五)制得的混合料，用钴磁仪检测检测，磁饱和值为92%。控碳得到的硬质合金磁饱和值与设计磁饱和值的误差为-1. 5%。实施例2目标牌号YT15，确定设计磁饱和值为95. 5%。硬质相为30wt% WC(总碳6. 10%， FSSS 1. Oum) ,64% WC-TiC (50 50)固熔体，粘结相为 6wt% Co (FSSS2. 5um)。石赌(占原料粉末1. Swt 为成型剂，无水酒精(310ml/kg原料粉末)为研磨介质，按目标牌号配料， 制备混合料。步骤(一)对混合料取样50g，按目标牌号所需工艺压制，1450°C真空烧结，制得目标牌号硬质合金，用钴磁仪检测磁饱和值，测得值为85% ；步骤(二)混合料称重1. 0kg，按橡胶质量/混合料质量=0.4%，加入汽油橡胶溶液40g ；步骤(三)步骤(二)制得的混合料搅拌混勻，预制粒，滚动制粒，过60目筛；步骤(四)对步骤(三)制得的混合料取样50g，按目标牌号所需工艺压制， 1450°C真空烧结，制得目标牌号硬质合金，用钴磁仪检测磁饱和值，测得值为97% ；步骤(五)按橡胶质量/混合料质量=0. 4%的比例，向整批混合料中加入汽油橡胶溶液，控碳完成；搅拌均勻，制粒，过筛，投入下工序大批生产。步骤(五)制得的混合料，用钴磁仪检测，磁饱和值为97%。控碳得到的硬质合金磁饱和值与设计磁饱和值的误差为+1. 5%。实施例3目标牌号YG6X，确定设计磁饱和值为92.5%。硬质相为93. 5wt % WC (总碳6. 10 % FSSS 1. Oum)和 0. 5wt% TaC (FSSS 1. 5um)，粘结相为 6wt% Co (FSSS1. 5um)。石蜡(占原料粉末1. 8wt% )为成型剂，无水酒精(320ml/kg原料粉末)为研磨介质，按目标牌号配料，制备混合料。步骤(一)对混合料取样50g，按目标牌号所需工艺压制，1420°C真空烧结，制得目标牌号硬质合金，用钴磁仪检测磁饱和值，测得值为82% ；步骤(二)混合料称重1. Okg,按橡胶质量/混合料质量=0. 2 %的比例加入橡胶溶液20g ；
步骤(三)步骤(二)制得的混合料搅拌混勻，预制粒，滚动制粒，过60目筛；步骤(四)对步骤(三)制得的混合料取样50g，按目标牌号所需工艺压制， 1420°C真空烧结，制得目标牌号硬质合金，用钴磁仪检测磁饱和值，测得值为91% ；步骤(五)按橡胶质量/混合料质量=0. 2%的比例，向整批混合料中加入汽油橡胶溶液，控碳完成；搅拌均勻，制粒，过筛，投入下工序大批生产。步骤(五)制得的混合料，用钴磁仪检测，磁饱和值为91 %。控碳得到的硬质合金磁饱和值与设计磁饱和值的误差为-1. 5%。实施例4目标牌号YG8，确定设计磁饱和值为93. 5%。硬质相为92wt% WC(总碳6. 10% FSSS 2. Oum)，粘结相为8wt% Co (FSSS 1. 5um)。石蜡(占原料粉末1. 8wt% )为成型剂，无水酒精(300ml/kg原料粉末)为研磨介质，按目标牌号配料，制备混合料。步骤(一)对混合料取样50g，按目标牌号所需工艺压制，1450°C真空烧结，制得目标牌号硬质合金，用钴磁仪检测磁饱和值，测得值为85% ；步骤(二)混合料称重1. Okg,按橡胶质量/混合料质量=0. 05 %的比例加入橡胶溶液5g ；步骤(三)步骤(二)制得的混合料搅拌混勻，预制粒，滚动制粒，过60目筛；步骤(四)对步骤(三)制得的混合料取样50g，按目标牌号所需工艺压制， 1450°C真空烧结，制得目标牌号硬质合金，用钴磁仪检测磁饱和值，测得值为93% ；步骤(五)按橡胶质量/混合料质量=0. 05%的比例，向整批混合料中加入汽油橡胶溶液，控碳成功；搅拌均勻，制粒，过筛，投入下工序大批生产。步骤(五)制得的混合料，用钴磁仪检测检测，磁饱和值为93%。控碳得到的硬质合金磁饱和值与设计磁饱和值的误差为-0. 5%。
权利要求
1.硬质合金石蜡工艺的控碳方法，无水酒精为研磨介质，其特征在于，包括如下步骤 步骤(一)根据目标牌号配料，按磁饱和值为91 96%设计目标碳量，对石蜡工艺生产的混合料取样，按目标牌号所需工艺压制，烧结，制得目标牌号硬质合金，检测磁饱和值; 测得磁饱和值在91 96%时，控碳完成，作为合格混合料供下工序使用；测得磁饱和值小于91 %，则依次进行下列步骤步骤(二)混合料取样，按橡胶质量/混合料质量=0.01% 0.4%的比例，向取样混合料中加入汽油橡胶溶液；步骤(三)对步骤(二)制得的混合料搅拌混勻，制粒，过筛； 步骤(四)对步骤(三)制得的混合料取样，按目标牌号所需工艺压制，烧结，制得目标牌号硬质合金，检测磁饱和值；步骤(五)按步骤(二)汽油橡胶溶液加入比例向整批混合料中加入汽油橡胶溶液， 完成控碳，作为合格混合料供下工序使用。
2.根据权利要求1所述的硬质合金石蜡工艺的控碳方法，其特征在于，步骤(二)所述橡胶质量/混合料质量=0. 2 0. 4%。
3.根据权利要求2所述的硬质合金石蜡工艺的控碳方法，其特征在于，步骤(二)所述橡胶质量/混合料质量=0. 2%。
4.根据权利要求1所述的硬质合金石蜡工艺的控碳方法，其特征在于，所述烧结为真空烧结。
全文摘要
本发明涉及硬质合金生产领域。本发明公开了硬质合金石蜡工艺的精确控碳方法，无水酒精为研磨介质，通过在配料时控制设计目标碳量；取样压制、烧结，检测磁饱和值；根据检测结果，通过精确加入汽油橡胶溶液，再取样压制、烧结，检测磁饱和值；按相同比例向整批混合料中加入汽油橡胶溶液，实现控碳。本发明的控碳方法，操作简易，控碳精度高。
文档编号C22C1/05GK102296197SQ201110230878
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月12日 优先权日2011年8月12日
发明者彭绍雨, 汪建昌 申请人:成都西顿硬质合金有限公司