本发明涉及一种非均匀结构放电加工(EDM)硬质合金板料的配方及其制造工艺,属于放电加工模具材料技术领域。
背景技术:
目前,放电加工硬质合金模具材料主要依靠进口,国内传统的工艺方法制造出来的模具材料由于其材料易崩,抗腐蚀性能差,抛光性能差等诸多缺陷,导致板料在放电加工过程中容易出现腐蚀及裂纹。从而影响制作模具的难度以及使用寿命。
技术实现要素:
针对上述缺点,本发明的发明人进行潜心研究,意外的发现通过调整WC的晶粒搭配,控制亚微尺寸WC与超粗尺寸WC的比例,合金的抗弯强度和断裂韧性均得到的极大的改善。并通过加入微量Cr3C2从而提高合金的抗腐蚀性能。从而有效解决材料易崩,抗腐蚀性能差,抛光性能差等诸多缺陷,提高模具使用寿命。
本发明放电硬质合金板料的主要成分为:两种WC复合硬质相、Co/Ni作为粘结金属、 Cr作为耐腐蚀微量元素。
所述两种WC复合硬质相包含亚微尺寸WC粉和超粗尺寸WC粉。
所述亚微尺寸WC粉为0.1-1.0WC粉,优选为0.2-0.8WC粉,进一步优选为0.5-0.6WC 粉。
所述超粗尺寸WC粉为10-40WC粉,进一步优选为20-30WC粉。
基于硬质合金板料的总重量,所述亚微尺寸WC粉含量为65-80%,所述超粗尺寸WC 粉含量为5-20%。
进一步的,该硬质合金板料的组成成分及各组分含量:亚微尺寸WC粉55-80%、超粗尺寸WC粉10-30%、Cr粉0.3-1.2%、Co粉5.0-15%,Ni粉2.0-8.0%。
所述的Cr粉为Cr3C2。
本发明还提供了硬质合金板料的制备方法,包括下列步骤:将上述粉末按配比混合均匀在球磨机内以酒精或丙酮为介质进行湿磨后,进行球磨喷雾干燥得到混合料,然后自动压制预成型和冷等静压成型,再进行压力烧结和去应力处理,烧结温度为1400-1600℃,保温 10-60分钟、保压10-60分钟,即得到本发明中的一种非均匀结构放电加工(EDM)硬质合金板料。
所述的烧结温度优选为1420-1480℃。
所述的保温时间优选为30-50分钟。
所述的保压时间优选为30-45分钟。
本发明的有益效果:
本发明采用现有的硬质合金的生产工艺通过调整WC的晶粒搭配,控制亚微尺寸WC 与超粗尺寸WC的比例,合金的抗弯强度和断裂韧性均得到的极大的改善。并通过加入微量Cr3C2从而提高合金的抗腐蚀性能。从而有效解决材料易崩,抗腐蚀性能差,抛光性能差等诸多缺陷,提高模具使用寿命。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:
0.6μmWC粉 70.6%、
26μmWC粉 18%、
Cr3C2粉 0.4%、
Co粉 6.0%、
Ni粉 5.0%。
实施例2:
0.6μmWC粉 59.5%、
26μmWC粉 22%、
Cr3C2粉 0.5%、
Co粉 13.0%、
Ni粉 5.0%
实施例3:
0.6μmWC粉 59.5%、
26μmWC粉 25%、
Cr3C2粉 0.5%、
Co粉 8.0%、
Ni粉 7.0%
实施例4:
0.5μmWC粉 68.5%、
26μmWC粉 20%、
Cr3C2粉 0.5%、
Co粉 6.0%、
Ni粉 5.0%
实施例5:
0.5μmWC粉 58.5%、
26μmWC粉 25%、
Cr3C2粉 0.5%、
Co粉 10%、
Ni粉 6%。
对比例1:
0.6μm WC粉 88.6%、
Cr3C2粉 0.4%、
Co粉 6.0%、
Ni粉 5.0%。
对比例2:
26μm WC粉 88.6%、
Cr3C2粉 0.4%、
Co粉 6.0%、
Ni粉 5.0%。
对比例3:
1.4μm WC粉 70.6%、
26μmWC粉 18%、
Cr3C2粉 0.4%、
Co粉 6.0%、
Ni粉 5.0%。
对比例4:
1.2μmWC粉 70.6%、
26μm WC粉 18%、
Cr3C2粉 0.4%、
Co粉 6.0%、
Ni粉 5.0%。
实施例1-5及对比例1-4的测试结果详见表1-2。
表1
表2
表1提供了按实施例1至5的方法制备的硬质合金板材抗弯强度和断裂韧性值。
表2提供了在粘结性和抗腐蚀性不变的情况下,与对比例1-4的合金性能参考值。
通过实施例1-2与对比例1-2,可以看出,加入0.1~1.0μm与10~40μm这两种WC搭配所制备的合金板材比加入单种WC制备出的合金板材要提高了20%左右的合金强度,断裂韧性也提高了20%~30%,这说明两种不同粒径的WC粉在合金板材效果的改善上起到了协同的效果。
通过实例1-5与对比例3-4可以看出,在粘结相和抗腐蚀相不变的情况下,加入0.1~1.0 μm的WC所制备的合金板材比加入1.2~1.8μm的WC所制备的合金板材合金强度提高了 10%~15%,断裂韧性也有10%左右的提高和改善,这也是之前预料不到的。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。