一种热打用非均匀性材料的制作方法

本发明涉及硬质合金技术领域，具体涉及一种热打用非均匀性材料。

背景技术：

由于各种新型金属材料的不断出现和性能的不断提高，各种异型曲面成型的热打模具和锻造模具同样也提出了更高要求。而在热打模具和锻造模具的制造过程中，热打用硬质合金是确保热打模具和锻造模具高品质、长寿命、高效率必须的材料。因此，在此市场背景下，需要研发一种热打用硬质合金材料。

传统热打用硬质合金的主要成分由以下原料按重量百分比组成：wc75.8%；co22%；cr3c21%；moc1.2%。其中，wc为单一型粗颗粒。传统热打用硬质合金的性能如下：硬度hra=84.5，抗弯强度为3250n/mm²。这种传统材料从研发至今，在热打模具领域发挥了重要的作用，使用十分普遍。但随着各种高性能金属材料的不断出现，这种热打用硬质合金材料在某些领域暴露出了一些问题，比如，在特高强度的螺栓坯件生产过程中，老的热打材料的红硬性不够，模具容易磨损；模具易产生同圆方向的放射性裂纹，致使打成型的螺栓坯件的外圆纵向有竖向条纹，严重影响其外观和质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种热打用非均匀性材料，采用了三种粒度非均匀的wc材料，使得更具合理的结构性，从而提高了材料的抗弯强度；三种wc粒度粗细不同，混合均匀，细wc填充在粗wc之间，减小wc之间的co层厚度，从而提高了材料硬度和强度，提高了材料的耐久性。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种热打用非均匀性材料，由以下原料按重量百分比组成：co：20-25%；cr3c21-1.5%；第一种wc10-20%；第二种wc40-50%；第三种wc10-20%；其中，第一种wc、第一种wc和第三种wc分别为3中不同粒度的wc；其中，第一种wc、第一种wc和第三种wc分别为3中不同粒度的wc。

作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量百分比组成：co：23%；cr3c21.2%；第一种wc15%；第二种wc45.8%；第三种wc15%。

作为本发明的进一步改进，所述第一种wc的粒径为1-1.5μm。

作为本发明的进一步改进，所述第二种wc的粒径为2-2.5μm。

作为本发明的进一步改进，所述第一种wc的粒径为3.5-4μm。

作为本发明的进一步改进，所述热打用非均匀性材料的硬度hra=85.7-86.5，抗弯强度为3450-3530n/mm²。

效果机理：

1、本材料采用三种不同粒度的非均匀wc，粗细相互均匀混合，细wc填充在粗wc之间，使得wc颗粒之间相互接触面积增加，减小在同等受力状态下wc颗粒单位面积所承受的冲击力，相当于提高了材料的强度；

2、本材料采用三种不同粒度的非均匀wc，粗细相互均匀混合，细wc填充在粗wc之间，烧结成合金材料后，wc与wc之间的co层厚度减小了，从而提高了材料的硬度（wc为硬质相，co为粘结相）从而提高了材料的耐磨性；co层厚度变薄，增加了wc与co之间的接触面积，在同等条件下能使co层更好地吸收外界的冲击能量，相对提高了材料的强度；

3、在材料中增加了cr3c2的百分比，使得材料本身的磁性减小（co属于磁性材料），磁性减小可以使得材料在工作条件下不吸附外界金属工件在加工状态产生的残留物，从而更好地减小合金材料在下一个工作状态下被残留物划伤的可能，相当于延长了材料的寿命。

本发明具有如下有益效果：本发明提供的热打用硬质合金材料采用了三种粒度非均匀的wc材料，使得更具合理的结构性，从而提高了材料的抗弯强度；三种wc粒度粗细不同，混合均匀，细wc填充在粗wc之间，减小wc之间的co层厚度，从而提高了材料硬度和强度，提高了材料的耐久性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例3中热打用非均匀性材料的晶相结构图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1热打用非均匀性材料

由以下原料按重量百分比组成：co：23%；cr3c21.2%；第一种wc15%；第二种wc45.8%；第三种wc15%。第一种wc的粒径为1-1.5μm；第二种wc的粒径为2-2.5μm；第一种wc的粒径为3.5-4μm。

经检测，该热打用非均匀性材料的硬度hra=86，抗弯强度为3500n/mm²。

实施例2

由以下原料按重量百分比组成：co：20%；cr3c21%；第一种wc10%；第二种wc50%；第三种wc19%。第一种wc的粒径为1-1.5μm；第二种wc的粒径为2-2.5μm；第一种wc的粒径为3.5-4μm。

经检测，该热打用非均匀性材料的硬度hra=85.7，抗弯强度为3450n/mm²。

实施例3

由以下原料按重量百分比组成：co：25%；cr3c21.5%；第一种wc20%；第二种wc40%；第三种wc13.5%。第一种wc的粒径为1-1.5μm；第二种wc的粒径为2-2.5μm；第一种wc的粒径为3.5-4μm。图1为热打用非均匀性材料的晶相结构图。由图1可知，细wc均匀分布在粗wc之间，co将wc粘结在一起，又相互隔离，co能吸收冲击能量，粗细wc主要提高耐么性和强度。

经检测，该热打用非均匀性材料的硬度hra=86.5，抗弯强度为3530n/mm²。

与现有技术相比，本发明提供的热打用硬质合金材料采用了三种粒度非均匀的wc材料，使得更具合理的结构性，从而提高了材料的抗弯强度；三种wc粒度粗细不同，混合均匀，细wc填充在粗wc之间，减轻wc之间的wc层厚度，从而提高了材料硬度，提高了材料的耐久性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种热打用非均匀性材料，其特征在于，由以下原料按重量百分比组成：co：20-25%；cr3c21-1.5%；第一种wc10-20%；第二种wc40-50%；第三种wc10-20%；其中，第一种wc、第一种wc和第三种wc分别为3中不同粒度的wc。

2.根据权利要求1所述热打用非均匀性材料，其特征在于，由以下原料按重量百分比组成：co：23%；cr3c21.2%；第一种wc15%；第二种wc45.8%；第三种wc15%。

3.根据权利要求1所述热打用非均匀性材料，其特征在于，所述第一种wc的粒径为1-1.5μm。

4.根据权利要求1所述热打用非均匀性材料，其特征在于，所述第二种wc的粒径为2-2.5μm。

5.根据权利要求1所述热打用非均匀性材料，其特征在于，所述第一种wc的粒径为3.5-4μm。

6.根据权利要求1-5任一项所述热打用非均匀性材料，其特征在于，所述热打用非均匀性材料的硬度hra=85.7-86.5，抗弯强度为3450-3530n/mm²。

技术总结
本发明提出了一种热打用非均匀性材料，属于硬质合金技术领域，由以下原料按重量百分比组成：Co：20‑25%；Cr3C2 1‑1.5%；第一种WC 10‑20%；第二种WC 40‑50%；第三种WC 10‑20%；其中，第一种WC、第一种WC和第三种WC分别为3中不同粒度的WC；其中，第一种WC、第一种WC和第三种WC分别为3中不同粒度的WC。本发明提供的热打用硬质合金材料采用了三种粒度非均匀的WC材料，使得更具合理的结构性，从而提高了材料的抗弯强度；三种WC粒度粗细不同，混合均匀，细WC填充在粗WC之间，减小WC之间的Co层厚度，从而提高了材料硬度，提高了材料的耐久性。

技术研发人员：杨康宁;杨立华
受保护的技术使用者：株洲美特优硬质合金有限公司
技术研发日：2021.05.21
技术公布日：2021.08.06