一种WC‑Co硬质合金油田喷嘴的制备方法与流程

文档序号:11071787阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,Co粉、WC粉和TaC、NbC配料后经湿磨、喷雾干燥、压制成形、烧结制得所述的WC-Co硬质合金;配料时,以配料后的物料总重量100%计,Co粉占6~13wt%、TaC/NbC占0.35~0.55wt%;余量为WC;

烧结过程包括以下步骤:

步骤(1)脱成型剂:以2~4℃/min的升温速率升至300~320℃后保温25~35min,期间以35~45L/min的速率通入H2;再以1.0~1.5℃/min的升温速率升至400~500℃保温70~90min,期间以55~65L/min的速率通入H2;随后再以1~3℃/min的升温速率升至550~650℃保温20~40min,期间以35~45L/min的速率通入H2;完成脱脂步骤;

步骤(2):修碳:

步骤(1)后,在600~1000℃下在35~45L/min的CH4∶H2=1~2∶98~99的混合气氛下进行碳量修正;随后再以3.0~3.5℃/min升温至1000~1200℃并在40~80L/min的CH4∶H2=1~4∶96~99的混合气氛下保温110~130min进行碳量精准修正;

步骤(3):真空及加压烧结:步骤(2)修碳后,再在1200℃~1380℃真空烧结段30~120min;随后再在1390℃~1500℃加压烧结段40~100min,加压烧结的2~3MPa。

2.如权利要求1所述的WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,配料时,以配料后的物料总重量100%计,Co粉占8.5~12wt%,TaC/NbC占0.35~0.45wt%,余量为WC。

3.如权利要求2所述的WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,配料时,以配料后的物料总重量100%计,Co粉占8.5~10wt%,TaC/NbC占0.35~0.40wt%,余量为WC。

4.如权利要求1~3任一项所述的WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,所述的WC粉的费氏粒度为11~25μm。

5.如权利要求4所述的WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,Co粉费氏粒度为1.45~4.5μm。

6.如权利要求5所述的WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,所述的WC粉的总碳含量为6.10~6.15%、化合碳≥6.10%、游离碳≤0.05%、氧含量≤0.05%;

所述的Co粉的纯度≥99.00%、费氏粒度1.7~2.0μm、松装密度为0.40~0.75g/cm3、D50≤8μm、氧含量≤0.60%、碳含量≤0.05%。

7.如权利要求1或6所述的WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,步骤(1)中:以3℃/min的升温速率升至300℃后保温30min,期间以40L/min的速率通入H2;再以1.2℃/min的升温速率升至450℃保温80min,期间以60L/min的速率通入H2;随后再以2℃/min的升温速率升至600℃保温30min,期间以40L/min的速率通入H2;完成脱脂步骤。

8.如权利要求7所述的WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,在600~1000℃下碳量修正的混合气氛为CH4∶H2=1∶99;其中,CH4∶H2=1∶99的流速为40L/min。

9.如权利要求1或8所述的WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,在1000~1200℃下的碳量精准修正过程中,以48~80L/min的速度通入CH4∶H2=1.5~2.5∶97.5~98.5混合气氛。

10.如权利要求1所述的WC-Co硬质合金油田喷嘴的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤(a):预处理:选用所述的费氏粒度19~25μm,经2000~2200℃的高温碳化WC原料;将高温碳化后的WC粉末在采用超声振荡方式进行多级筛分,超声频率为20~30KHz,选择90~160级区WC粉末进入下一工序;

步骤(b):配料:将Co粉、WC粉和TaC、NbC配料;以配料后的物料总重量100%计,Co粉占8.5~10wt%、TaC/NbC占0.35~0.45wt%;余量为WC;

所述的Co粉的费氏粒度1.5~3.5μm;

步骤(c):湿磨:按原料重量的1.8~2.3%的石蜡以熔融液体的形式在料浆出机前0.3~1.0h倒入球磨机,将配好料的原料粉加入球磨机,球料的重量比为3∶1,用酒精做湿磨介质,液固比为300~350ml/Kg,总湿磨时间:26~32小时;

步骤(d):喷雾干燥:将步骤(c)湿磨好的料浆在喷雾干燥塔内进行喷雾干燥,得混合料,工艺参数如下:料浆含固率:70%~80%;喷嘴涡旋片组合方式:1.1mm,1.2mm;雾化压力:800~1200Kpa;油加热器油温:≤300℃;塔内压力:≤4.5Kpa;塔内含氧量:≤3.5%;塔体N2气入口温度:120~280℃;塔体N2气出口温度:60~150℃;旋风压差:1.0~1.5Kpa;淋洗塔出口温度:≤35℃;料温:≤40℃;

步骤(e):压制成型:在单位压制压力3~8MPa下将步骤4得到的混合料压制成型;

步骤(f):烧结

包括以下步骤:

步骤(1):将制得的坯体置于SHIP300烧结炉中在40L/min的H2流量下从室温以3℃/min的升温速率升至300℃后保温30min;再在60L/min的H2流量下以1.2℃/min的升温速率升至450℃并保温80min;随后再在40L/min的H2流量下以2℃/min的升温速率升至600℃并保温30min;

步骤(2):精确修碳:

在600~1000℃下CH4∶H2为1∶99的混合气氛下进行碳量修正,其中,所述的混合气氛的流速为40L/min;随后再以升温速率3.3℃/min速率升温至1000~1200℃并保温120min,保温期间通入CH4∶H2为1.5~2.5∶97.5~98.5的混合气体,所述的混合气体的流速为40~80L/min;

步骤(3):真空及加压烧结:工艺参数为:1200℃~1380℃真空烧结段30~120min;1390℃~1500℃加压烧结段40~100min,加压烧结过程的压力为2~3MPa。

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