专利名称：矿用硬质合金的制作方法
技术领域：
本发明属于硬质合金领域，特别是一种专用于钻凿岩石工具上的硬质合金。
背景技术：
矿用硬质合金主要原料为碳化钨和钴，通过粘结剂混合后压制成型，烧结而成。是凿岩钻头的主要构件之一。应用中硬质合金要承受较大的、高频率的冲击功，要求具有较高的耐磨性，以保障作业中的抗磨损要求；同时要求具有相当的韧性，以防止早期脆裂。现在所用硬质合金的加工流程为混合(碳化钨和钴)一球磨-掺胶(粘结剂)_成型-排胶-烧结-成品，该工艺制造的硬质合金的颗粒度及原料含量是均勻的，一般颗粒度为1.2-2um。 存在的主要缺点是不能有效解决硬质合金韧性和耐磨性的矛盾。如应用含钴量高的钻头， 适宜钻凿硬度系数为12级以上的岩石，当随着凿岩的进尺，岩石系数降低时，就不适应了， 只能更换含钴量低的硬质合金钻头，工作效率低，所需硬质合金钻头的品种多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料含量及颗粒度适宜的矿用硬质合金，使得硬质合金的耐磨性和韧性达到最佳。本发明是这样实现的矿用硬质合金，主要是以碳化钨和钴为原料烧结而成，其特征在于整个硬质合金从内向外分为两层以上，每层原料之间的钴含量及颗粒大小不同。本发明采用上述方案后，硬质合金分层压制成型，每层的颗粒度和钴的含量采用不同配比，使得硬质合金的耐磨性和韧性达到最佳，有效提高了凿岩效率和使用寿命。同时充分发挥钴的关键部位作用，发挥其有效作用，从而达到节约钴的效果。使用过程中提高了工作效率。
图1为本发明的一种结构示意图，图2为图1的俯视图，图3为本发明的另一种结构示意图，图4为图3的俯视图。附图中，1为内层、2为中层、3为外层。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。如图1、3所示，本发明为一种矿用硬质合金，原料主要为碳化钨和钴，通过粘结剂压制成型、烧结而成。整个硬质合金从内向外分为两层以上，每层原料之间的钴含量及颗粒大小不同。实施例1。如图1、2所示，整个硬质合金采用两层，内层1原料中钴的含量高于外层3。如内层1原料中钴的含量为9-11%，外层3为5-8%。
实施例2。如图1、2所示，整个硬质合金采用两层，内层1原料中钴的含量低于外层3。如内层1原料中钴的含量为5-8%，外层3为9-11%。实施例3。在实施例1或2的基础上，内层1原料的颗粒度小于或大小外层3。如内层1原料的颗粒度采用0. 8-1. 5um，外层3的颗粒度采用1. 6-3um ；或内层1的颗粒度采用1. 6-3um，外层3的颗粒度采用0. 8-1. 5um。实施例4。如图3、4所示，整个硬质合金采用三层，中层2原料中钴的含量高于内层1和外层3，也可采用中层2原料中钴的含量低于内层1和外层3。如中层2钴的含量为 10%左右，内层1和外层3采用5-8%左右，内层1和外层3的钴含量可以相同也可不同； 或中层2钴的含量为5%左右，内层1和外层3采用6-10%，内层1和外层3的钴含量可以相同也可不同。实施例5。如图3、4所示，整个硬质合金采用三层，原料中钴的含量从外向内依次减少或依次增加。如原料中钴的含量从外向内依次为10%、8%和5%左右，或采用从外向内依次为5%、8%和10%的含量。实施例6。在实施例4或5的基础上，硬质合金中层2原料的颗粒度大于内层1和外层3或者是小于内层1和外层3。如中层2原料的颗粒度为3um左右，内层1和外层3为 l-2um,内层1和外层3的原料颗粒度可以相同也可不同；或中层2原料的颗粒度采用1. 2un 左右，内层1和外层3采用1. 5-3um.实施例7。在实施4或5的基础上，硬质合金中原料的颗粒度从内向外依次增加或者是依次减少。如颗粒度从内向外依次为1. 2um、2um、3um，或从内向外依次为3um、2um、 1. 2um。本发明中，硬质合金的形状可采用一字形也可采用圆柱形或圆锥形等多种合金形状。硬质合金的层数可以为两层、三层、四层或四层以上。以制作两层的硬质合金为例，其制作工艺为1、球磨(1)将碳化钨与钴按含量89%、11%混合兑料后一起球磨，达到颗粒度 3um，作为原料A。(2)将碳化钨与钴按含量93%、7%混合兑料后一起球磨，达到颗粒度 1. 2um，作为原料B。原料A和B分别放置。2、掺胶将原料A和B分别掺加含量为8. 5%的丁纳橡胶(纯度11 % )，作为粘结剂分别混合均勻。3、压制成型(1)加料入模具在模具的中央，放进一个薄的金属圆筒，圆筒的内径为预制硬质合金要求的内层1，比如整体直径为12mm、内层1直径为8mm的硬质合金，采用圆筒的内径为8mm。在圆筒的内部放入原料B，在圆筒的外部放入原料A。然后抽出圆筒。这样模具腔内的原料就形成内外两层。(2)压力机压制成型。4、排胶；将压制成型的硬质合金毛坯，放在烧结炉内，加热到400-500度，3小时后粘结剂挥发排出。5、烧结按照正常的烧结温度(1500度)真空烧制(12小时)。6、最后成型。
权利要求
1.矿用硬质合金，主要是以碳化钨和钴为原料烧结而成，其特征在于整个硬质合金从内向外分为两层以上，每层原料之间的钴含量及颗粒大小不同。
2.根据权利要求1所述的矿用硬质合金，其特征在于所述硬质合金为两层，内层(1) 原料中钴的含量高于外层(3)。
3.根据权利要求1所述的矿用硬质合金，其特征在于所述硬质合金为两层，内层(1) 原料中钴的含量低于外层(3)。
4.根据权利要求2或3所述的矿用硬质合金，其特征在于所述内层(1)原料的颗粒度大于外层(3)。
5.根据权利要求2或3所述的矿用硬质合金，其特征在于所述内层(1)原料的颗粒度小于外层(3)。
6.根据权利要求1所述的矿用硬质合金，其特征在于所述硬质合金为三层，中层(2) 原料中钴的含量高于内层(1)和外层(3)。
7 根据权利要求1所述的矿用硬质合金，其特征在于所述硬质合金为三层，中层2原料中钴的含量低于内层1和外层3。
8.根据权利要求1所述的矿用硬质合金，其特征在于所述硬质合金为三层，原料中钴的含量从外向内依次减少。
9.根据权利要求1所述的矿用硬质合金，其特征在于所述硬质合金为三层，原料中钴的含量从外向内依次增加。
10.根据权利要求6或7、8、9所述的矿用硬质合金，其特征在于所述中层(2)原料的颗粒度大于内层(1)和外层(3)。
11.根据权利要求6或7、8、9所述的矿用硬质合金，其特征在于所述中层(2)原料的颗粒度小于内层(1)和外层(3)。
12.根据权利要求6或7、8、9所述的矿用硬质合金，其特征在于所述原料的颗粒度从内向外依次增加。
13.根据权利要求6或7、8、9所述的矿用硬质合金，其特征在于所述原料的颗粒度从内向外依次减少。
全文摘要
本发明为矿用硬质合金，是一种专用于钻凿岩石工具上的硬质合金。主要是以碳化钨和钴为原料烧结而成，特点是整个硬质合金从内向外分为两层以上，每层原料之间的钴含量及颗粒大小不同。使得硬质合金的耐磨性和韧性达到最佳，有效提高了凿岩效率和使用寿命。同时充分发挥钴的关键部位作用，发挥其有效作用，从而达到节约钴的效果。
文档编号C22C1/04GK102453822SQ20101052927
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者周文金, 李明锁 申请人:李明锁