一种微型硬质合金方块的烧结装置及烧结工艺的制作方法

1.本发明涉及硬质合金烧结技术领域，尤其涉及一种微型硬质合金方块的烧结装置及烧结工艺。


背景技术：

2.硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(wc、tic)微米级粉末为主要成分，以钴(co)或镍(ni)、钼(mo)为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。制造硬质合金时，选用的原料粉末粒度在1～2微米之间，且纯度很高。原料按规定组成比例进行配料，加进酒精或其他介质在湿式球磨机中湿磨，使它们充分混合、粉碎，经干燥、过筛后加入蜡或胶等一类的成型剂，再经过干燥、过筛制得混合料。然后，把混合料制粒、压型，加热到接近粘结金属熔点(1300～1500℃)的时候，硬化相与粘结金属便形成共晶合金。经过冷却，硬化相分布在粘结金属组成的网格里，彼此紧密地联系在一起，形成一个牢固的整体。硬质合金的硬度取决于硬化相含量和晶粒粒度，即硬化相含量越高、晶粒越细，则硬度也越大。硬质合金的韧性由粘结金属决定，粘结金属含量越高，抗弯强度越大。在硬质合金的烧结过程中，硬质合金压块会产生明显的收缩，收缩带来的形变影响硬质合金在工装内的位置，尤其是对于微型硬质合金，工装的原始安装位置小，在烧结收缩后，硬质合金很容易与工装分离。对于微型方形硬质合金，工件发生歪斜的不确定性很大，烧结过程中的收缩也会进一步增加工件不规则的形变程度，影响产品的外形质量控制。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的微型方形硬质合金，工件发生歪斜的不确定性很大，烧结过程中的收缩也会进一步增加工件不规则的形变程度，影响产品的外形质量控制的缺点，而提出的一种微型硬质合金方块的烧结装置及烧结工艺。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种微型硬质合金方块的烧结装置及烧结工艺，包括上模具、工装以及下模具，所述上模具以及下模具均能够上下移动，所述上模具的底端设置有下水平面，所述下水平面上设置有第一球体，所述工装为正四棱台形，所述工装的顶端截面大于工装的底端截面，所述工装的顶端开口，所述工装的侧壁倾斜设置，相邻的两个侧壁相交形成侧棱，所述侧棱上滑动连接有第二球体，所述工装的外壁沿工装的倾斜方向设置有第一导轨，所述第一导轨上滑动连接有支架，所述支架上滑动连接有移动杆，所述移动杆水平设置，所述移动杆的一端与所述第二球体连接，所述支架的底端与所述下模具滑动连接。
6.优选的，所述下模具的顶端设置有上水平面，所述上水平面上设置有第二导轨，所述支架的底端滑动设置在所述第二导轨内。
7.优选的，所述工装的侧棱上设置有第一连接孔，所述工装的外壁沿所述侧棱设置有第三导轨，所述第三导轨的侧壁设置有第二连接孔，所述第一连接孔内活动设置有连接杆，所述连接杆的一端与所述第一球体连接，所述连接杆的另一端滑动设置在所述第三导
轨内，所述移动杆活动设置在所述第二连接孔内，所述移动杆的一端与所述连接杆连接。
8.优选的，所述移动杆远离所述第三导轨的一端设置有限位块。
9.优选的，所述工装的顶端向外凸设有支撑部，所述工装的数量有多个，多个所述工装通过所述支撑部固定在模具本体上。
10.优选的，所述工装的底端开口，所述工装的侧壁设置有通孔。
11.优选的，所述下模具对应所述开口以及通孔处均设置有通风孔或者通风槽。
12.优选的，所述工装的顶端边长为5-30mm，所述工装的底端边长为3-20mm，所述工装的侧壁的倾斜角度为60-85
°
。
13.本发明还公开了一种微型硬质合金方块的烧结工艺，包括以下步骤：
14.s1、制备烧结填料，对烧结填料进行外观整形，获取方块烧结毛坯；
15.s2、将方块烧结毛坯放入工装内，使得方块烧结毛坯的底壁与第二球体的顶端抵持；
16.s3、升降上模具，使得方块烧结毛坯的顶壁与第一球体的底端抵持；
17.s4、对方块烧结毛坯进行烧结，烧结过程中调整下模具与工装之间的位置，第二球体沿工装的侧棱移动，使得方块烧结毛坯的底壁始终与第二球体的顶端抵持，同时方块烧结毛坯的侧壁与工装的侧壁抵持。
18.优选的，所述工装的数量为多个，根据每个所述工装内的方块烧结毛坯的烧结情况对所述下模具进行分别调整。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明将微型方块烧结毛坯放入工装内，使得微型方块烧结毛坯的底壁与第二球体的顶端抵持，烧结过程中调整下模具与工装之间的位置，第二球体沿工装的侧棱移动，使得方块烧结毛坯的底壁始终与第二球体的顶端抵持，同时方块烧结毛坯的侧壁与工装的侧壁抵持，能够显著减少方块烧结毛坯在烧结过程中的变形，提高烧结质量。
附图说明
21.图1为本发明提出的一种微型硬质合金方块的烧结装置的结构示意图；
22.图2为本发明提出的一种微型硬质合金方块的烧结装置在另一视角下的结构示意图；
23.图3为图1中a处的局部放大图；
24.图4为本发明提出的一种微型硬质合金方块的烧结工艺的流程图。
25.图中：1上模具、2第一球体、3第二球体、4工装、41支撑部、42通孔、43第一连接孔、5下模具、6第二导轨、7移动杆、71限位块、8第一导轨、9支架、10第三导轨、101第二连接孔、11连接杆、。
具体实施方式
26.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.请参照图1-3，一种微型硬质合金方块的烧结装置，包括上模具1、工装4以及下模具5，工装4用于放置方块烧结毛坯，所述上模具1以及下模具5均能够上下移动，所述上模具1的底端设置有下水平面，所述下水平面上设置有第一球体2，所述工装4为正四棱台形，工装4在水平方向的任一截面均为正方形，进而能够保证工装4的侧壁始终与方块烧结毛坯的底端抵持，所述工装4的顶端截面大于工装4的底端截面，所述工装4的顶端开口，所述工装4的侧壁倾斜设置，相邻的两个侧壁相交形成侧棱，所述侧棱上滑动连接有第二球体3，所述工装4的外壁沿工装4的倾斜方向设置有第一导轨8，所述第一导轨8上滑动连接有支架9，所述支架9上滑动连接有移动杆7，所述移动杆7水平设置，所述移动杆7的一端与所述第二球体3连接，所述支架9的底端与所述下模具5滑动连接，具体的，所述下模具5的顶端设置有上水平面，所述上水平面上设置有第二导轨6，所述支架9的底端滑动设置在所述第二导轨6内。
30.所述工装4的侧棱上设置有第一连接孔43，所述工装4的外壁沿所述侧棱设置有第三导轨10，所述第三导轨10的侧壁设置有第二连接孔101，所述第一连接孔43内活动设置有连接杆11，所述连接杆11的一端与所述第一球体2连接，所述连接杆11的另一端滑动设置在所述第三导轨10内，所述移动杆7活动设置在所述第二连接孔101内，所述移动杆7的一端与所述连接杆11连接。
31.所述工装4的顶端向外凸设有支撑部41，所述工装4的数量有多个，多个所述工装4通过所述支撑部41固定在模具本体上，多个工装4组装，能够实现对多个微型硬质合金方块毛坯的批量化烧结加工，提高烧结的生产效率。
32.所述工装4的底端开口，所述工装4的侧壁设置有通孔42。进一步的，所述下模具5对应所述开口以及通孔42处均设置有通风孔或者通风槽。开口以及通孔42的设置，便于空气在工装4以及下模具5之间流通，便于烧结过程中的升温以及均匀加热，同时也便于烧结后的冷却。
33.所述工装4的顶端边长为5-30mm，所述工装4的底端边长为3-20mm，所述工装4的侧壁的倾斜角度为60-85
°
。优选的，所述工装4的侧壁的倾斜角度为75
°
，此时工装4占用体积不大，并且便于对第二球体3的移动，适合在烧结的过程中，针对微型硬质合金方块毛坯形变作出及时的调整。
34.所述移动杆7远离所述第三导轨10的一端设置有限位块71，限位块71用于对移动杆7的移动位置的限制。
35.请参照图4，本发明还提供一种微型硬质合金方块的烧结工艺，其特征在于，包括以下步骤：
36.s1、制备烧结填料，对烧结填料进行外观整形，获取方块烧结毛坯；
37.s2、将方块烧结毛坯放入工装4内，使得方块烧结毛坯的底壁与第二球体3的顶端抵持；
38.s3、升降上模具1，使得方块烧结毛坯的顶壁与第一球体2的底端抵持；
39.s4、对方块烧结毛坯进行烧结，烧结过程中调整下模具5与工装4之间的位置，第二球体3沿工装4的侧棱移动，使得方块烧结毛坯的底壁始终与第二球体3的顶端抵持，同时方块烧结毛坯的侧壁与工装4的侧壁抵持。
40.所述工装4的数量为多个，根据每个所述工装4内的方块烧结毛坯的烧结情况对所述下模具5进行分别调整。
41.实施例1：
42.本实施方式中，制备烧结填料，对烧结填料外观整形后，微型方块烧结毛坯的边长为25
±
0.5mm，将微型方块烧结毛坯放入工装4内，使得微型方块烧结毛坯的底壁与第二球体3的顶端抵持，此时，调整下模具5的位置，使得第二球体3位于工装4的中上部。移动上模具1，使得方块烧结毛坯的顶壁与第一球体2的底端抵持后，对方块烧结毛坯进行烧结，烧结过程中调整下模具5与工装4之间的位置，第二球体3沿工装4的侧棱移动，使得方块烧结毛坯的底壁始终与第二球体3的顶端抵持，同时方块烧结毛坯的侧壁与工装4的侧壁抵持。烧结后对成品进行检测，测量得到成品边长为18.7
±
1.2mm。
43.实施例2：
44.本实施方式为对照组，采用实施例1中边长为25
±
0.5mm的微型方块烧结毛坯，使用现有技术中的平板模具在与实施例1同等环境下进行烧结，获得成品后进行检测。
45.测量得到10组成品对应最大直径分别为22.3mm、18.5mm、17.9mm、14.2mm、18.7mm、15.9mm、13.8mm、17.3mm、15.2mm、16.1mm。
46.测量得到10组成品对应最小直径分别为18.9mm、16.2mm、16.2mm、13.9mm、18.1mm、14.3mm、11.2mm、16.7mm、12.6mm、15.8mm。
47.本发明将微型方块烧结毛坯放入工装4内，使得微型方块烧结毛坯的底壁与第二球体3的顶端抵持，烧结过程中调整下模具5与工装4之间的位置，下模具5移动后，能够推抵支架9沿工装4的侧壁的倾斜方向移动，移动杆7沿工装4的侧壁的倾斜方向移动，进而使得第二球体3在工装4的侧棱上实现位置的调整，使得方块烧结毛坯的底壁始终与第二球体3的顶端抵持，同时方块烧结毛坯的侧壁与工装4的侧壁抵持，能够显著减少方块烧结毛坯在烧结过程中的变形，提高烧结质量。
48.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。