专利名称：一种硬质合金的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硬质合金的制备方法。
背景技术：
汽车发动机是一种较为难加工的产品。不仅加工难度大而且加工时车削温度上升较快。现阶段加工汽车发动机使用的数控刀片大多依赖国外进口刀片。因为加工时温度高，要求加工刀片要有较高的红硬性。现有市场上的硬质合金制成的刀片根本无法适应这样的工作条件，使用时不是容易破碎就是耐磨性不够
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种工艺简单、适用于制造加工汽车发动机的数控刀片的硬质合金的制备方法。为了实现上述目的，本发明主要通过以下技术方案得以解决一种硬质合金的制备方法，包括配料、湿磨、干燥、压制和烧结制得硬质合金，所述配料步骤中，配料包括如下成分74. 2-74. 5wt%WCU0. 3-10. 8wt%Co、10. 3-10. 5wt%TaC 和 4. 5-5. 2wt%TiC。作为优选，上述的WC的费氏平均粒度为3um、Co的费氏平均粒度为1. 5 um、TaC的费氏平均粒度为1. 5um, TiC的费氏粒度为2. 5um。作为优选，该制备方法还包括搅拌步骤在湿磨步骤后、干燥步骤前，将湿磨后的配料进行搅拌直至其均匀。作为优选，将上述搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，喷雾干燥的参数为喷嘴的口径1· 0-1. 3mm、雾化压力1000_1300Kpa、塔内压力彡4. lKpa、塔内含氧量彡3. 0%、氮气进塔温度为200-210°C、氮气出塔温度为90-100°C。作为优选，上述的湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为球磨机转速为33-36rpm、填充系数为O. 5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为4:1。作为优选，在上述的每千克的配料中加入265ml浓度为92_94mol/L的酒精作为球磨介质。作为优选，上述压制步骤采用20吨自动压机，压制参数为8-12次/分钟。作为优选，上述的烧结步骤中氢流量为5000-6000ml/h，烧结温度为1410。。-1440。。，加压:5000Kpa。通过上述方法制备的硬质合金的硬度(HRA)为90. 5_92、强度彡2450N/mm2、密度为12. 75 13g/cm3。本发明采用10. 3-10. 5wt%TaC来保证通过上述方法制备的硬质合金制成的刀片的红硬性，当刀片加工温度达到800°C以上时刀片的硬度不发生改变，而且TaC的加入能够很好的抑制WC晶粒在烧结时变大；采用4. 5-5. 2wt%Ti既能保证通过上述方法制备的硬质合金制成的刀片在加工汽车发动时抗月牙洼磨损，同时也增加了刀片的硬度；采用10. 3-10. 8wt%Co是保证通过上述方法制备的硬质合金制成的刀片在加工发动机时的韧性。所以通过上述方法制备的硬质合金制造的刀片，具备了该硬质合金的性能，相对于现有技术的刀片具有以下突出的优点1 :红硬性好，在加工温度达到800°C以上时，刀片的硬度几乎不发生变化，不容易破碎2 :耐磨性较高，使用寿命延长1-1. 5倍。
具体实施例方式下面对本发明的技术方案的具体实施方式
作进一步具体的说明。实施例1 :一种硬质合金的制备方法，包括
(I)配料包括如下成分74. 5wt%WC、10. 3wt%Co、10. 5wt%TaC 和 4. 7wt%TiC。上述WC的费氏平均粒度为3um、Co的费氏平均粒度为1. 5 um、TaC的费氏平均粒度为1. 5um, TiC的费氏粒度为2. 5um。(2)湿磨在每千克的配料中加入265ml浓度为92-94mol/L的酒精作为球磨介质； 湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为球磨机转速为33-36rpm、填充系数为O. 5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为4 :1。(3)搅拌将上述湿磨后的配料经过220目的湿筛去除杂质后进行搅拌直至其均匀。搅拌使湿磨后的配料混合均匀后使其通过喷嘴喷出的原料颗粒大小均匀，最后达到在后期压制工艺中单重(波动)误差减小，提高产品外观尺寸的精度，提高了压制效率。(4)干燥将搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，实现固液分离、液体回收和固体小球粒化，喷出的粒料经螺旋冷却台传输、冷却后经40目干筛进入料桶内。喷雾干燥的参数为喷嘴的口径1.0-1. 3mm、雾化压力1000_1300Kpa、塔内压力(4. lKpa、塔内含氧量彡3. 0%、氮气进塔温度为200-21 (TC、氮气出塔温度为90_100°C。(5)压制压制步骤采用20吨自动压机，调整好装料高度、下拉行程、压制行程和顶压行程，混合料倒入料斗，开始压制调试，压制结束后，取出压坯；压制参数为8-12次/分钟。(6)烧结将装有产品的舟皿按工艺要求装载在装料车上送入炉内，仔细清洁炉门密封带并均匀涂上一层真空脂后关上炉门烧结；烧结步骤中氢流量为5000-6000ml/h，烧结温度为1410°C -1440。。，加压:5000Kpa。通过上述制备方法制得的硬质金属合金，硬度(HRA)为91. 5、强度为2550N/mm2、密度为12. 9g/cm3 ;将这样性能的硬质合金制成用于加工发动机的数控刀片，其因为具备了硬质合金本身的性能，所以红硬性好,且耐磨性高。实施例2 :—种硬质合金的制备方法，包括
(I)配料包括如下成分74. 2wt%WCU0. 8wt%Co、10. 5wt%TaC 和 4. 5wt%TiC。上述WC的费氏平均粒度为3um、Co的费氏平均粒度为1. 5 um、TaC的费氏平均粒度为1. 5um, TiC的费氏粒度为2. 5um。(2)湿磨在在每千克的配料中加入265ml浓度为92_94mol/L的酒精作为球磨介质；湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为球磨机转速为33-36rpm、填充系数为O. 5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为4 :1。(3)搅拌将上述湿磨后的配料经过220目的湿筛去除杂质后进行搅拌直至其均匀。搅拌使湿磨后的配料混合均匀后使其通过喷嘴喷出的原料颗粒大小均匀，最后达到在后期压制工艺中单重(波动)误差减小，提高产品外观尺寸的精度，提高了压制效率。(4)干燥将搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，实现固液分离、液体回收和固体小球粒化，喷出的粒料经螺旋冷却台传输、冷却后经40目干筛进入料桶内。喷雾干燥的参数为喷嘴的口径1.0-1. 3mm、雾化压力1000_1300Kpa、塔内压力(4. lKpa、塔内含氧量彡3. 0%、氮气进塔温度为200-21 (TC、氮气出塔温度为90_100°C。(5)压制压制步骤采用20吨自动压机，调整好装料高度、下拉行程、压制行程和顶压行程，混合料倒入料斗，开始压制调试，压制结束后，取出压坯；压制参数为8-12次/分钟。(6)烧结将装有产品的舟皿按工艺要求装载在装料车上送入炉内，仔细清洁炉门密封带并均匀涂上一层真空脂后关上炉门烧结；烧结步骤中氢流量为5000-6000ml/h，烧结温度为1410°C -1440。。，加压:5000Kpa。通过上述制备方法制得的硬质金属合金，硬度(HRA)为92、强度为2450N/mm2、密度为12. 85g/cm3;将这样性能的硬质合金制成用于加工发动机的数控刀片，其因为具备了硬质合金本身的性能，所以红硬性好,且耐磨性高。
实施例3 :—种硬质合金的制备方法，包括
(I)配料包括如下成分74. 2wt%WCU0. 3wt%Co、10. 3wt%TaC 和 5. 2wt%TiC。上述WC的费氏平均粒度为3um、Co的费氏平均粒度为1. 5 um、TaC的费氏平均粒度为1. 5um, TiC的费氏粒度为2. 5um。(2)湿磨在在每千克的配料中加入265ml浓度为92_94mol/L的酒精作为球磨介质；湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为球磨机转速为33-36rpm、填充系数为O. 5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为4 :1。(3)搅拌将上述湿磨后的配料经过220目的湿筛去除杂质后进行搅拌直至其均匀。搅拌使湿磨后的配料混合均匀后使其通过喷嘴喷出的原料颗粒大小均匀，最后达到在后期压制工艺中单重(波动)误差减小，提高产品外观尺寸的精度，提高了压制效率。(4)干燥将搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，实现固液分离、液体回收和固体小球粒化，喷出的粒料经螺旋冷却台传输、冷却后经40目干筛进入料桶内。喷雾干燥的参数为喷嘴的口径1.0-1. 3mm、雾化压力1000_1300Kpa、塔内压力(4. lKpa、塔内含氧量彡3. 0%、氮气进塔温度为200-21 (TC、氮气出塔温度为90_100°C。(5)压制压制步骤采用20吨自动压机，调整好装料高度、下拉行程、压制行程和顶压行程，混合料倒入料斗，开始压制调试，压制结束后，取出压坯；压制参数为8-12次/分钟。(6)烧结将装有产品的舟皿按工艺要求装载在装料车上送入炉内，仔细清洁炉门密封带并均匀涂上一层真空脂后关上炉门烧结；烧结步骤中氢流量为5000-6000ml/h，烧结温度为1410°C -1440。。，加压:5000Kpa。通过上述制备方法制得的硬质金属合金，硬度(HRA)为90. 8、强度为2750N/mm2、密度为13g/cm3 ;将这样性能的硬质合金制成用于加工发动机的数控刀片，其因为具备了硬质合金本身的性能，所以红硬性好,且耐磨性高。
权利要求
1.一种硬质合金的制备方法，包括配料、湿磨、干燥、压制和烧结制得硬质合金，其特征在于，所述配料步骤中，配料包括如下成分74. 2-74. 5wt%WC、10. 3-10. 8wt%Co、10.3-10. 5wt%TaC和 4. 5-5. 2wt%TiC。
2.根据权利要求1所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于，所述的WC的费氏平均粒度为3um、Co的费氏平均粒度为1. 5 um、TaC的费氏平均粒度为1. 5um, TiC的费氏粒度为2. 5um。
3.根据权利要求1或2所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于，该制备方法还包括搅拌步骤在湿磨步骤后、干燥步骤前，将湿磨后的配料进行搅拌直至其均匀。
4.根据权利要求3所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于，将搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，喷雾干燥的参数为喷嘴的口径1. 0-1. 3mm、雾化压力1000-1300Kpa、塔内压力< 4. lKpa、塔内含氧量< 3. 0%、氮气进塔温度为200-21 (TC、氮气出塔温度为90-100°C。
5.根据权利要求1或2所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于，所述的湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为球磨机转速为33-36rpm、填充系数为O. 5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为4 :1。
6.根据权利要求4所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于，在每千克的配料中加入265ml浓度为92-94mol/L的酒精作为球磨介质。
7.根据权利要求1或2所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于，所述压制步骤采用20吨自动压机，压制参数为8-12次/分钟。
8.根据权利要求1或2所述的一种硬质合金的制备方法，其特征在于，所述的烧结步骤中氢流量为5000-6000ml/h，烧结温度为1410°C _1440°C，加压5000Kpa。
全文摘要
本发明涉及一种硬质合金的制备方法。一种硬质合金的制备方法，包括配料、湿磨、干燥、压制和烧结制得硬质合金，所述的配料及其之间的重量比如下74.2-74.5wt%WC、10.3-10.8wt%Co、10.3-10.5wt%TaC和4.5-5.2wt%TiC。通过上述方法制备的硬质合金的硬度(HRA)为90.5-92、强度≥2450N/mm2、密度为12.75～13g/cm3。将这样性能的硬质合金制成用于加工发动机的数控刀片，其因为包含了硬质合金本身的性能，所以红硬性好，且耐磨性高。
文档编号C22C29/08GK103014393SQ20121050518
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者吴立志, 张敬利, 蔡久都, 黄云刚 申请人:浙江东钨实业有限公司