一种硬质合金包裹防粘涂料的烧结方法与流程

文档序号:16893929发布日期:2019-02-15 23:22阅读:287来源:国知局

本发明涉及硬质合金制造技术领域,更具体地,涉及一种硬质合金包裹防粘涂料的烧结方法。



背景技术:

硬质合金是指由难溶金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。烧结是硬质合金生产中最重要的工序之一,烧结过程中装载硬质合金压坯用石墨舟皿是影响整个烧结工艺的重要因素。硬质合金中的粘结金属由于钴、镍含量较高,与石墨有着良好的润湿性。粘结金属在烧结温度下变为液相时,将发生粘结金属和碳在烧结合金和石墨舟皿中相互扩散,迁移的过程,从而导致烧结制品粘结石墨舟皿的现象,这会使得烧结合金接触层变形,以及最终的成品性能不合格,成为粘舟废品;一般硬质合金产品的烧结都是将合金压坯均匀平铺放满在涂抹了防粘涂料的石墨舟皿上,然后把这些装满压坯的舟皿躲起来进烧结炉烧结,但是在将压坯装入舟皿时如果压坯与压坯相接触就会在烧结后出现一些产品发生粘结,成为粘结废品,特别是在烧结小制品时经常出现粘结废品。

目前硬质合金小制品的烧结方法就是将防粘涂料均匀的涂抹在石墨舟皿上,防粘涂料干燥之后,将硬质合金压坯均匀平铺在石墨舟皿上,然后将装满硬质合金压坯的舟皿放入炉内进行烧结。这种使用方法存在以下缺点:

1.舟皿内装载的压坯数量有限,影响生产效率。

2.在生产过程中压坯难免会出现紧紧接触在一起的情况,如果压坯接触在一起,在烧结过程中压坯之间产生粘结,会成为粘结废品,产品粘结废品率一般在2.5%左右。



技术实现要素:

为了解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种硬质合金包裹防粘涂料的烧结方法,该方法通过在硬质合金压坯上均匀涂覆防粘涂料,在放入舟皿进行烧结。一方面能防止硬质合金压坯与石墨舟皿产生粘结,另一方面,还能避免硬质合金压坯之间相互粘结,杜绝了烧结过程中粘结废品的产生,并大幅提高单炉烧结产量,节约电能消耗。

本发明的目的通过以下技术方案实现:

一种硬质合金包裹防粘涂料的烧结方法,包括以下步骤:

s1.将待烧结的硬质合金压坯放入过滤篓,再将过滤篓和其中的硬质合金压坯完全浸入防粘涂料中,不断抖动使防粘涂料完全包裹硬质合金压坯;

s2.将过滤篓从防粘涂料中取出,进行静置,使多余防粘涂料完全流出;

s3.在舟皿中铺设防渗膜,再将步骤s2中处理好的硬质合金压坯装入舟皿中;

s4.将装有硬质合金压坯的舟皿进行烘干处理;

s5.对步骤s4中处理好的舟皿进行烧结,烧结后将硬质合金压坯取出;

s6.将步骤s5中处理好的硬质合金压坯放入震动筛进行筛分,分离多余灰分,得硬质合金产品。

进一步地,步骤s3中防渗膜为牛皮纸或保鲜膜。

本发明在舟皿中铺设防渗膜,能阻止防粘涂料中的水分渗入石墨舟皿。如果水分渗入舟皿中,后续烘干的时间会变长,影响生产效率。

进一步地,步骤s3中硬质合金压坯装入高度不能超过舟皿高度。

进一步地,步骤s4中采用烤箱进行烘干处理,烘干过程工艺参数如下:温度为100~150℃,时间为1~3小时。

进一步地,步骤s4中烧结过程为连续烧结,包括负压脱蜡、真空烧结、分压烧结、冷却四个阶段。

又进一步地,,负压脱蜡的工艺过程为:前150min从20℃匀速升温至150℃,再保温100min,随后80min从150℃匀速升温至400℃,再保温30min,随后150min从400℃匀速升温至550℃,再保温100min,前80min从550℃匀速升温至650℃,再保温50min,在负压脱蜡过程中,炉内真空度不超过500帕。

又进一步地,真空烧结的工艺过程为:将炉内气体抽出后,前60min从650℃匀速升温至800℃,再保温30min,随后70min从800℃匀速升温至1150℃,再保温30min,随后50min从1150℃匀速升温至1350℃。

又进一步地,分压烧结的工艺过程为:将氩气充入烧结炉内,使炉内气压维持在180~200mbar,然后在1350℃保温20min,随后30min从1350℃升温至1420℃,再保温60min。

又进一步地,冷却阶段的工艺过程为:先自然冷却至800℃,然后打开保温层,进行快冷,当温度降至100℃以下时,然后将硬质合金产品从炉内取出。

本发明中,由于硬质合金压坯上包裹的防粘涂料较多,为了防止烘干过后残留的少量水分对硬质合金制品的影响,与现有技术相比,烧结时间有所延长。

进一步地,步骤s6中震动筛震动频率为50hz,震动筛筛网目数为10~20目。

进一步地,防粘涂料由炭黑、氧化铝、吐温、聚乙二醇、无水乙醇制成。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明通过在硬质合金压坯上包裹防粘涂料,并在烧结前进行烘干处理,使得防粘涂料牢牢包裹在硬质合金压坯表面,将烧结粘结废品率降至0%,大大提高了烧结成功率。

本发明使用方法简单,在烧结过程中不用担心硬质合金压坯之间相互粘结的问题,可以将压坯紧密摆放在舟皿中进行烧结,极大地提高了烧结的工作效率。

本发明所提供的烧结方法提高了烧结产量和生产效率,生产同样数量的产品所需要烧结产品的炉数减少66%左右,烧一炉产品所消耗的电能巨大,大幅减少开炉数量可极大的降低电能消耗,节约生产成本。同时将粘结废品率降至0%,避免了原材料的浪费,有效降低了企业的生产成本。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下文将结合实施例对本发明作更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

本实施例提供一种硬质合金包裹涂料的烧结方法,目的在于降低硬质合金烧结过程中的废品率。具体步骤如下:

s1.将待烧结的硬质合金压坯放入过滤篓,再将过滤篓和其中的硬质合金压坯完全浸入防粘涂料中,不断抖动使防粘涂料完全包裹硬质合金压坯;

s2.将过滤篓从防粘涂料中取出,静置,使多余防粘涂料完全流出;

s3.在舟皿中铺设一层牛皮纸,再将步骤s2中处理好的硬质合金压坯装入舟皿中,本实施例采用尺寸为500*260*30mm的石墨舟皿装载硬质合金压坯烧结,由于防粘涂料已完全包裹压坯,所以在装舟时可以紧挨在一起进行烧结,不用担心粘结问题,装舟数量较多,每个舟皿装载9kg;

s4.将装有硬质合金压坯的舟皿进行烘干处理,温度为100~150℃,时间为1~3小时;

s5.对步骤s4中处理好的舟皿进行烧结,烧结后将硬质合金压坯取出,本实施例所用的烧结炉可以装4组舟皿,每组高度为330mm,每组装11个舟皿,所以每炉的产量为4组*11舟*9kg共计396kg产品;

烧结过程如下:将装好产品的舟皿放入烧结炉中,前150min从20℃匀速升温至150℃,再保温100min,随后80min从150℃匀速升温至400℃,再保温30min,随后150min从400℃匀速升温至550℃,再保温100min,60min从550℃匀速升温至650℃,再保温30min,上述过程中,炉内真空度不超过500帕;随后抽出炉内气体至真空状态,60min从650℃匀速升温至800℃,再保温30min,随后70min从800℃匀速升温至1150℃,再保温30min,随后50min从1150℃匀速升温至1350℃;然后将氩气充入烧结炉内,使炉内气压维持在180~200mbar,然后在1350℃保温50min,随后30min从1350℃升温至1420℃,再保温60min;随后自然冷却至800℃,然后打开保温层,进行快冷,当温度降至100℃以下时,然后将硬质合金产品从炉内取出。

s6.将步骤s5中烧结完成的硬质合金压坯放入震动筛进行筛分,筛网目数为10~20目,震动频率为50hz,分离出多余灰分,得硬质合金产品。

本实施例烧结过后,硬质合金产品之间未出现粘结的情况,硬质合金产品与石墨舟皿也没有粘舟,废品率为0%。

对比例1

本对比例提供一种硬质合金包裹涂料的烧结方法,该方法为现有技术,其步骤如下:

将防粘涂料均匀涂抹在石墨舟皿上,等舟皿上的涂料干燥后,将待烧结的硬质合金压坯直接放在刷好防粘涂料舟皿上入炉烧结。

本对比例中,所用防粘涂料,硬质合金压坯,烧结炉与实施例1一致。采用尺寸为500*260*10mm的石墨舟皿装载硬质合金压坯烧结,烧结炉可以装4组舟皿,每组高度为330mm,每组装33个舟皿,每个舟皿装载1kg;每炉的产量为4组*33舟*1kg共计132kg产品。

本对比例中,烧结过程工艺参数与实施例1略有差异,具体烧结过程如下:将装好产品的舟皿放入烧结炉中,前120min从20℃匀速升温至400℃,再保温30min,随后120min从400℃匀速升温至550℃,再保温80min,随后60min从550℃匀速升温至650℃,再保温60min,上述过程中,炉内真空度不超过500帕;随后抽出炉内气体至真空状态,50min从650℃匀速升温至800℃,再保温50min,随后70min从800℃匀速升温至1150℃,再保温30min,随后40min从1150℃匀速升温至1350℃;然后将氩气充入烧结炉内,使炉内气压维持在180~200mbar,然后在1350℃保温30min,随后30min从1350℃升温至1420℃,再保温60min;随后自然冷却至800℃,然后打开保温层,进行快冷,当温度降至100℃以下时,然后将硬质合金产品从炉内取出。

本对比例中烧结后,部分硬质合金压坯未能保持间距,出现相互粘结的情况,硬质合金烧结的粘结废品率为2.5%。

由实施例1与对比例1分析可知,与现有技术相比,本发明所提供的硬质合金包裹涂料的烧结方法将烧结产量提升了300%左右,极大地提高了生产效率,可大幅降低电能消耗节约生产成本;而粘结废品率也降至0%,提高了合格率,减少废品数量,节约生产成本。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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