专利名称：一种硬质合金环的烧结制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硬质合金环的烧结制备方法。
背景技术：
由于硬质合金具有强度、硬度高、热性能好、耐磨、耐抗性能优良等诸多优点，因此，硬质合金模具在冲压件生产中得到越来越广泛的应用。目前，大型的硬质合金环，尤其是超大薄壁硬质合金环的制造工艺还存在很多困难。大型硬质合金环，尤其是大型薄壁硬质合金环 ，由于壁比较薄，孔径较大，直接烧结时，收缩后尺寸、形状难控制、易产生开裂和变形等问题，在烧结上存在困难。因烧结时炉内温度场不均匀会容易变形，故许多厂家在生产大型拉伸模和机械密封环时只能用几个扇块或分段环组合而成，生产周期长，成本高，使用寿命短。一些较大规模的硬质合金生产企业，则采用加大环形合金壁厚，烧结后再按用户对尺寸的要求进行线切割；这种方法的本质是通过加大加工余量，减小椭圆度；方法的缺点是压机吨位要成倍增加，生产周期长，实收率低，成本高。
发明内容
本发明旨在提供一种硬质合金环的烧结制备方法，尤其是一种运用限位块进行硬质合金环的烧结制备的方法。本发明所述的硬质合金环的烧结制备方法，包括以下的步骤
A、将配制好的硬质合金粉料按照要求量置于选定的压模中冷压成合金毛坯环，压制合金毛坯环的内、外径要大于成品硬质合金环的内、外径，其比值为I. 26 I. 18 1 ；
B、用能够耐受1500°C以上的高温，并且膨胀系数小的材料制备成圆形的限位块，限位块的外径比要成品硬质合金环内径大Imm 2mm ；
C、将合金毛坯环和限位块置于真空烧结设备之中，限位块置于合金毛坯环的中心，与合金毛坯环成同心圆摆放，通过1300°C 1500°C温度下的真空烧结，合金毛坯环在高温下随着合金中的液相迁移收缩，直至与限位块的外径相接触；
D、烧结结束后，随炉冷却，用机械方式使烧结后的合金环与限位块相脱离，清理干净，即得。
所述的制备限位块的材料为石墨、熔融石英中的一种，或者是其他的能够耐受1500°C以上的高温，并且膨胀系数小的材料。所述的限位块为实心的圆柱体或者为中空的圆环。所述的限位块的外径周边上涂有烧结防粘涂料，所述的烧结防粘涂料已有产品上市，比如河北博济化工有限公司的真空炉烧结防粘涂料。所述的限位块的外径要比烧结后硬质合金成品环的内径大Imm 2mm，限位块在硬质合金反抱力的作用下，外径会缩小1_ 2_。
本发明所述的硬质合金环的烧结制备方法，包括所述的硬质合金粉料的配制过程，其配制过程如下
将硬质合金的各种粉料按牌号比例配料，放入球磨机进行混合球磨，粉料粒度为I 2Mffl ;将球磨后的混合料蒸干，掺入适量的橡胶，混合均匀，烘干。本发明所述的硬质合金环的烧结制备方法，能够生产外径大于500MM的高精度硬质合金超大环形制品，特别是壁薄环形产品，利用限位块控制产品形状，使得烧结出来的硬质合金环尺寸与成品尺寸非常的接近，一次合格率达到99%以上，成功的解决了超大合金环的制作问题。本发明所述的硬质合金环的烧结制备方法，能够在合金毛坯环烧结时的自然收缩 比例的范围内自由的调整尺寸，通过限位块控制最终烧结毛坯的内径，在不更换模具的情况下，只要掌握好合金的收缩系数，能够在一定范围内自由的调整硬质合金环的尺寸，获得不同内径的硬质合金环产品；同时，在制备超大型薄壁硬质合金环，比如内径510-480的薄壁硬质合金环时，最大内径尺寸和最小内径尺寸之差仅为I. 5 mm 2 mm，这样小的尺寸公差可以直接磨削而无需线切割，进一步增加了毛坯环至成品尺寸的自由调节范围；同样的模具能够生产出多种内径规格的烧结毛坯产品，对于制备非标类硬质合金环产品时，成果实现了一模多用的目的，极大地节约了模具制造成本。
图I是本发明实施例提供的硬质合金环烧结制备开始烧结前的示意图。图2是本发明实施例提供的硬质合金环烧结制备开始烧结后的示意图。图I中的序号和各部分结构及名称如下
I为合金环的压制毛坯，2为限位环，3为间隙，4为烧结后的合金环。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的技术方案进行说明 实施例I
本实施例以生产外径为500mm,内径为480_的硬质合金环为例。将硬质合金的各种粉料按牌号比例配料，放入球磨机进行混合球磨，粉料粒度为I 2Mffl ;将球磨后的混合料蒸干，掺入适量的橡胶，混合均匀，烘干；
将配制好的混合粉料按照要求量置于压模中冷压成压制毛坯环，压制毛坯环的内径大于烧结合金环内径，合金毛坯环的内径为576mm ；
用石墨制备成限位块，限位块的外径为482_，为中空的圆环；
如图I所示，将合金毛坯环I和限位块2置于真空烧结设备之中，限位块2置于合金毛坯环的中心，成同心圆摆放，压制毛坯环I与限位块2之间有94mm的间隙3，根据合金不同牌号，选择在1300°C 1500°C温度下进行真空烧结，压制毛坯环在高温下随着合金中的液相迁移收缩，直至与限位块的外径相接触并抱紧，且将限位块的外径缩小I 2 mm。如图2所示，烧结结束后，烧结合金环与限位环相紧贴合；待烧结合金环冷却，与限位块相脱离，清理干净，即得硬质合金环毛坯。实施例2本实施例以生产外径为300mm,内径为200_的硬质合金环为例。将硬质合金的各种粉料按牌号比例配料，放入球磨机进行混合球磨，粉料粒度为I 2Mffl ;将球磨后的混合料蒸干，掺入适量的橡胶，混合均匀，烘干；
将烘干后的混合料按照要求量置于压模中冷压成压制毛坯环，合金毛坯环的内径大于烧结合金环内径，压制毛坯环的内径为240mm;
用熔融石英制备成限位块，限位块的外径为201_，为空心的圆环体；
如图I所示，将合金毛坯环和限位块置于真空烧结设备之中，限位块置于合金毛坯环的中心，与合金毛坯环成同心圆摆放，压制毛坯环I与限位块2之间有39mm的间隙3，根据合金不同牌号，选择在1300°C 1500°C温度下进行真空烧结，压制毛坯环在高温下随着合金中的液相迁移收缩，直至与限位块的外径相接触并抱紧，且将限位块的外径缩小I 2mm。如图2所示，烧结结束后，烧结合金环与限位环相贴合；待烧结合金环冷却，用机械方法将其与限位块相脱离，清理干净，即得。实施例3
本实施例以生产外径为200mm,内径为190mm的硬质合金环为例。将硬质合金的各种粉料按牌号比例配料，放入球磨机进行混合球磨，粉料粒度为I 2Mm ;将球磨后的混合料蒸干，掺入适量的橡胶，混合均匀，烘干；
将烘干后的混合料按照要求量置于压模中冷压成压制毛坯环，压制毛坯环的内径大于烧结合金环内径，压制毛坯环的内径为228mm;
用石墨制备成限位块，限位块的外径为191_，实心的圆柱体；
如图I所示，将压制毛坯环和限位块置于真空烧结设备之中，限位块置于压制毛坯环的中心，与压制毛坯环成同心圆摆放，压制毛坯环I与限位块2之间有37mm的间隙3，根据合金不同牌号，选择在1300°C 1500°C温度下进行真空烧结，压制毛坯环在高温下随着合金中的液相迁移收缩，直至与限位块的外径相接触并抱紧，且将限位块的外径缩小I 2mm。如图2所示，烧结结束后，合金环与限位环相贴合；待合金环冷却，用机械方法使其与限位块相脱离，清理干净，即得。实施例5
本发明方法制备的合金环，经多次检测，结果显示，合金环的椭圆度达到了如下数据，
远远优胜于传统烧结制备办法的制作效果。具体如下_
合金环夕卜径(mm)合金环内径(mm)椭圆度(mm)
700.600^ 2. 5
500.440^ 2.O
400'340^ I. 5
300.250^ I. 5
2001150K I· O
权利要求
1.一种硬质合金环的烧结制备方法，其特征在于包括以下步骤 A、将配置好的硬质合金粉料按照要求量置于常规压模中冷压成合金毛坯环，压制的合金毛坯环的内、外径要大于成品硬质合金环内、外径，其比值为I. 26 I. 18 1 ； B、用能够耐受1500°C以上的高温，并且膨胀系数小的材料制备成圆形的限位块，限位块的外径比要成品的硬质合金环内径略大； C、将合金毛坯环和限位块置于真空烧结设备之中，限位块置于合金毛坯环的中心，与合金毛坯环成同心圆摆放，通过1300°C 1500°C温度下的真空烧结，合金毛坯环在高温下随着合金中的液相迁移收缩，直至与限位块的外径相接触； D、烧结结束后，随炉降温冷却，与限位块相脱离，清理干净，即得。
2.如权利要求I所述的硬质合金环的烧结制备方法，其特征在于所述的制备限位块的材料为石墨、熔融石英中的一种。
3.如权利要求I所述的硬质合金环的烧结制备方法，其特征在于所述的限位块为实心的圆柱体或者为中空的圆环。
4.如权利要求I所述的硬质合金环的烧结制备方法，其特征在于限位块的外径周边上涂有烧结防粘涂料。
5.如权利要求I所述的硬质合金环的烧结制备方法，其特征在于限位块的外径比要设计的成品硬质合金环内径大Imm 2mm。
6.如权利要求I所述的硬质合金环的烧结制备方法，其特征在于包括所述的硬质合金粉料的配制过程，其配制过程如下 将硬质合金的各种粉料按牌号比例配料，放入球磨机进行混合球磨，粉料粒度为I 2Mffl ;将球磨后的混合料蒸干，掺入适量的橡胶，混合均匀，烘干，即得。
全文摘要
本发明公开了一种硬质合金环的烧结制备方法，尤其是一种运用限位块进行硬质合金环的烧结制备的方法。其制备方法包括冷压制成合金毛坯环，合金毛坯环和限位块同心摆放，置于真空烧结设备之中烧结；烧结收缩结束后，随炉降温,用机械方法使其与与限位块相脱离，即得设计的合金毛坯件。本发明所提供的硬质合金环的烧结制备方法，能够生产高精度硬质合金大型环形制品，特别适用于壁薄环形产品，利用限位块控制的产品形状和尺寸，使得烧结出来的硬质合金环尺寸与成品尺寸非常的接近，出现椭圆度、圆锥度的比率极低，变形量极小，尺寸控制准确度高，一次合格率达到99%以上，成功的解决了大型合金环的制作问题。
文档编号B22F3/16GK102847947SQ20121039974
公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者陈德勇, 吴立雄, 谢汉雄, 叶剑锋, 欧锦超, 何瑞明, 韦国华, 邓智勇, 李接林, 甘兴帮, 陈烽, 石展飞, 潘金凤 申请人:广西梧州港德硬质合金制造有限公司