专利名称：：硬质合金脱除成型剂工艺中的精确控碳方法
技术领域：
：本发明涉及硬质合金生产方法，特别涉及硬质合金生产中脱除成型剂的工艺。
背景技术：
：在现有的硬质合金生产过程中及科研过程中，脱除成型产品中添加的各类成型剂如橡胶、石蜡、高分子化合物SBS、SPB等是一个必不可少的中间关键工序。目前脱除工艺有二种一种是在脱除炉内利用氢气或利用分解氨(75%氢气十25%氮气)作为脱除成型剂的载流及保护气氛的方法；另一种是在真空烧结炉内，采用真空或真空加氢气脱除石蜡的方法。前一种方法在许多硬质合金工厂中被普遍采用，由于采用氢气或分解氨气体，在脱除成型剂的过程中，氢总是具有较强的脱碳作用，这使得炉内产品的控碳非常困难，时间长短基本上是根据经验来控制的。这样，同一炉脱除成型剂后的产品的碳含量根本达不到一致，炉内上、中、下、左、右层都有较大差别，经常发生2~10%碳含量偏低或偏高的现象，使得合金性能偏差很大，合格率下降。甚至还出现整炉产品严重渗碳或脱碳的严重结果，使得整炉产品报废。硬质合金碳含量的控制是关键中的关键，现代硬质合金理论告诉我们，只要做到低碳侧控碳或者高碳侧控碳，就能做出高质量硬质合金。但是，目前用氢气或分解氨气的脱除炉，基本上做不到这一点。因此，在硬质合金的生产工艺中，脱除成型剂工艺中的控碳问题急待解决。
发明内容本发明的目的在于解决现有硬质合金生产脱除成型剂过程中控碳困难的问题，提供一种能实现对整炉产品精确控碳的方法。本发明的技术方案为将天然气与氢气、或天然气与分解氨混合，作为脱除成型剂的载流及保护气氛，代替现有单纯以氢气(或分解氨)，用于硬质合金脱除成型剂工艺。随着脱除成型剂工艺中温度的逐渐升高，天然气与氢气(或分解氨)的混合比例按体积比在5~0.2:1之间适当调整，当温度较低时，天然气与氢气(或分解氨)的混合比例按体积比为5:1，当脱除温度升高时，逐渐减少天然气，增加氢气。根据压坯的原始碳含量，通过增加或减少天然气与氢气(或分解氨)的比例，可以实现对整炉产品的精确控碳。对不同牌号的硬质合金，在脱除成型剂的不同的温度阶段，天然气与氢气(或分解氨)的混合比例可以通过数次试验调节获得。在360'C以上的阶段，天然气与氢气(或分解氨)在0.25:1体积比的范围内，通过加大天然气与氢气(或分解氨)的比例，可实现增碳；通过减少天然气与氢气(或分解氨)的比例，可实现减碳，从而对碳偏低或偏高的压坯进行精确控碳。现有生产中，用氢或分解氨气炉中进行脱除成型剂，由于氢具有较强的脱碳作用，这使得炉内产品的控碳非常困难，而发明人经过摸索发现，用天然气与氢气(或分解氨)混合，通过调节天然气与氢气(或分解氨)的比例，则能使之成为减碳气氛、中性气氛或渗碳气氛。并且，天然气除主要成分甲烷外，还含有乙垸、丙垸、丁烷等气体，实验表明比起纯甲烷，天然气的活性要大得多。因此，与现有技术相比，采用本发明的天然气与氢气作为脱除成型剂的载流及保护气氛，能实现对硬质合金两相区内低碳侧控碳或高碳侧控碳的超精确控碳，从而告别依靠人为经验生产，大大提高硬质合金质量和生产率。并且，管道天然气作为工业用途价格远远低于氢气或分解氨或甲垸，因此非常适合生产，性能好，生产成本大大降低。具体实施方式实施例l如表1所示，采用天然气加氢气作为脱除成型剂的载流及保护气氛，对压坯牌号为WC-8%Co，型号为ZQ14*15的合金按表1的升温和保温步骤进行成型剂脱除。表1中显示了脱除工艺中各温度阶段天然气与氢气的对应比例，以及脱除成型剂后压坯的碳分析结果。为避免舟皿带来的干扰，本实施例采用板式舟，让气体完全从产品周身流过。天然气通过分子筛过滤后使用。实施例1说明在对应各温度阶段只要天然气和氢气比例合适，碳分析结果非常好。表1实施例1脱除成型剂工艺及压坯抽查碳分析结果<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例2基本工艺和压坯同表1,不同的是63(TC升到后由恒温60分钟改为恒温120分钟，抽查压坯碳分析结果为5.68,5.67，5.65，5.68，5.65，5.67。实施例2说明，尽管延长60min，碳含量基本不变。而现有生产中，用氢或分解氨气进行脱除成型剂，63(TC温度下恒温60min后，恒温时间每延长20min，碳含量大幅降低。实施例3工艺和压坯同表l。在460。C后，天然气与氢气比例由为0.710.78:1，最后抽査压坯碳分析结果如表2所示。表2实施例3脱除成型剂工艺及压坯抽查碳分析结果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由实施例3与实施例2比较说明，在52063(TC及63(TC恒温阶度，当天然气与氢气比例由0.56~0.63:1变成0.710.78:1时，气体由近中性气氛变成渗碳气氛，压坯碳含量升高到5.78-5.84%。因此说明若压坯原始碳量偏低，可以通过调节天然气与氢气比例为渗碳气氛，对压坯进行补碳，以达到满意程度。对比例1发明人以WC-(6-8)%Co己脱除成型剂的压坯为样品，以实施例1所述的工艺步骤，分别以纯甲烷和天然气作为载流和保护气氛，在各种温度下对纯甲烷和天然气的增碳能力进行对比试验，结果如表3所示。实验表明钴含量的多少对实验结果无影响。表3表明天然气主要成分是甲烷，但还含有乙烷、丙垸、丁烷等，比起纯甲烷，天然气的活性要大得多。并且，99.9%的甲烷价格为125元/立方米，99.99%的甲烷价格为183元/立方米(08年11月报价)，因此，采用纯甲烷成本极高，根本不可能用于生产。而管道天然气作为工业用途目前只有2.55元/立方米，比纯氢和分解氨的价格都要低很多，因此非常适合生产用途，能大大降低生产成本。表3对比例1纯甲垸和天然气的增碳能力对比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1.一种硬质合金脱除成型剂工艺中的精确控碳方法，包括在升温、保温条件下进行脱除，其特征在于将天然气与氢气、或天然气与分解氨混合，作为脱除成型剂的载流及保护气氛。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述天然气与氢气，或天然气与分解氨的混合比例按体积比在50.2:1之间调整。3.如权利要求l所述的方法，其特征在于当所述温度低于36(TC时，天然气与氢气，或天然气与分解氨的比例为体积比5:1。4.如权利要求1~3所述之一的方法，其特征在于在36(TC以上阶段，天然气与氢气，或天然气与分解氨在0.2~5:1体积比的范围内调整，通过增加天然气，实现增碳；通过减少天然气，实现减碳，从而对碳偏低或偏高的压坯进行精确控碳。全文摘要一种硬质合金脱除成型剂工艺中的精确控碳方法，将天然气与氢气、或天然气与分解氨混合，作为脱除成型剂的载流及保护气氛，代替现有单纯以氢气(或分解氨)，用于硬质合金脱除成型剂工艺。随着脱除成型剂工艺中温度的逐渐升高，天然气与氢气(或分解氨)的混合比例按体积比在5～0.2∶1之间适当调整，以实现脱碳、中性平衡或渗碳。与现有技术相比，采用本发明的天然气与氢气作为脱除成型剂的载流及保护气氛，能实现对硬质合金两相区内低碳侧控碳或高碳侧控碳的超精确控碳，从而告别依靠人为经验生产，大大提高硬质合金质量和生产率，且生产成本大大降低。文档编号C22C1/04GK101435028SQ20081014385公开日2009年5月20日申请日期2008年12月9日优先权日2008年12月9日发明者卢伟民申请人:中南大学