一种微孔硬质合金材料制备方法与流程

本发明属于硬质合金制备技术领域，尤其涉及微孔硬质合金圆棒的制备方法。

背景技术：

硬质合金是高硬度、高强度、高耐磨的材料，被称为“工业的牙齿”，在现代工业的众多领域都得到了广泛应用。硬质合金圆棒本身的材质硬质合金是用粉末冶金法生产的由难熔金属化合物（硬质相）和粘结金属（粘结相）所构成的复合材料。硬质合金棒可以广泛应用到各类机械加工中，他的主要特点是具有稳定的机械性能，高耐磨性和高耐冲击性，因此，硬质合金棒主要适用于钻头、立铣刀、绞刀等，也可用于切割、冲压和测量工具。

其中硬质合金钻头在使用过程中，由于工作环境恶劣，容易发热、磨损，为了延长使用寿命，采用冷却液进行冷却可以达到目的。最初采用外部冷却的方式，这个方式在钻浅孔的工况下是可以的，但是在钻深孔时，由于碎屑不断排出，冷却液从外部难以到达钻头工作的顶端，达不到理想的冷却效果。因此出现了带内冷孔的硬质合金钻头，钻头在工作过程中，冷却液通过钻头中的内冷孔，在高压状态下，直接到达钻头的顶端，可以迅速降低钻头顶部的高温，同时将切削碎屑清除，提高加工件的表面光洁度，且孔加工效率提高了50%以上，钻头使用寿命提高近一倍。随着在现代工业和技术的高速发展中，硬质合金孔棒的应用范围越来越广，同时对孔的直径、平直度要求也越来越高。

干袋式等静压成型具有毛坯平直度高、产品直径区间大等优点，但由于细芯杆无法脱出，用干袋式等静压的方法生产5mm直径以下微孔的圆棒仍然难以实现。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种微孔硬质合金圆棒的制备方法，用干袋式等静压的方法生产出直径小于5mm的微孔硬质合金圆棒，且微孔具有不偏心、平直度高、孔径一致等特点。

一种微孔硬质合金材料的制备方法，包括：

步骤一：制备合金原料和混合料；

步骤二：选取合适规格模具（1）、筛网（2）、配套堵头（3）和软质芯杆（4），先将软质芯杆（4）端头接扣，从下堵头（3）中心孔穿入，且下端卡在下堵头（3）中心孔中，再从筛网（2）穿出，将筛网（2）沉入模腔底部；

步骤三：向模腔内缓慢加入混合料，拉紧软质芯杆（4），同时振打模具（1），使料均匀的通过筛网（2）填充到模腔内，同时保证软质芯杆（4）处于模腔中心位置，提升筛网（2）一段距离，重复上述动作，直到模腔装满夯实混合料为止，将软质芯杆（4）从上堵头拉出、拉紧；

步骤四：采用干袋式等静压压制成型，将软质芯杆（4）从压坯抽出，获得压制毛坯。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，还包括：

步骤五：压制毛坯表面切削加工，车削精度为it8～it10，获得修整毛坯料；

步骤六：得到的修整毛坯料装入低压烧结炉中，进行分段烧结，即获得目标产品微孔硬质合金材料。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，步骤四：采用干袋式等静压压制成型具体是采用五段加压、三段泄压的工艺压制成型。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，所述合金原料由硬质相和粘结相组成，硬质相包括碳化钨、碳化钛、碳化铌、碳化钽之一，粘结相有铁、钴、镍之一。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，将成型剂与合金原料混合后得到所述混合料，合金原料在混合料中的体积比例为95%~60%，成型剂在混合料中的体积比为5％～40％，成型剂包括聚乙烯、石蜡、聚乙二醇、聚丙烯、聚苯乙烯、硬脂酸、二甲基苯二酸、双丁基苯二酸和eva中的一种或多种。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，所述筛网（2）目数为20～100目。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，所述筛网（2）由筛网架、筛网和中心孔套组成，筛网架外直径与模腔尺寸一致，筛网架上有平衡拉杆（21），保证将筛网（2）顺畅的向上提拉。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，所述筛网（2）中心孔套开有0.2～7mm小圆孔，上堵头、下堵头（3）中心开有通孔，直径0.2～7mm，与筛网中心孔保持一致，用于穿软质芯杆（4）。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，模具（1）尺寸为直径φ（8.2～130mm）×长度（200～650mm），材质为橡胶、塑料、聚氨酯或改性聚氨酯，上堵头、下堵头（3）为钢材质。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，软质芯杆（4）材质可以是塑料、纤维、软质金属丝之一，直径依据产品需要而定。

进一步地，所述一种微孔硬质合金材料的制备方法，所制备的一种微孔硬质合金材料为圆棒。

本发明通过软质芯杆（4）和筛网（2）的设计，可以将混合料均匀的加入模腔内，同时保证软质芯杆（4）处于棒材中心；通过上述步骤，可一次性用干袋式等静压机制备具有微孔的硬质合金棒材；经工艺过程控制检测，该方法可以制备5.0mm以下直孔硬质合金棒，直孔平直，直径均匀。

附图说明

图1模具a-a剖面示意图；

图2模具b-b剖面示意图；

图中：1为模具，2为筛网，3为下堵头，4为软质芯杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的说明，以便于本领域技术人员理解本发明。

如附图1~2所示，一种微孔硬质合金材料制备模具，包括：模具（1）、筛网（2）、上堵头（图中未示出）、下堵头（3）、软质芯杆（4）；模具（1）：该成型方式采用干袋式等静压模具，模具尺寸为直径φ（8.2～130mm）×长度（200～650mm），模具材质为橡胶、塑料、聚氨酯或改性聚氨酯；筛网（2）：筛网（2）由筛网架、筛网主体和中心孔套组成，筛网架外直径与模腔尺寸一致，筛网架上有平衡拉杆（21），保证将筛网（2）顺畅的向上提拉，筛网（2）中心孔套开有0.2～7mm小圆孔，用于穿软质芯杆（4），筛网目数为20～100目；模具上、下堵头（3）：上、下堵头（3）为钢材质，中心开有通孔，直径0.2～7mm，与筛网（2）中心孔保持一致；软质芯杆（4）：软质芯杆（4）材质可以是塑料、纤维、软质金属丝，直径依据产品需要而定。

一种微孔硬质合金材料的制备方法，制备步骤：

步骤一：制备合金原料和混合料；制备合金原料，由硬质相和粘结相组成，硬质相包括碳化钨、碳化钛、碳化铌、碳化钽等难熔金属碳化物，粘结相有铁、钴、镍等金属；将成型剂分别与合金原料混合后，得到混合料，合金原料在混合料中的体积比例为95%~60%，成型剂在混合料中的体积比为5％~40％，成型剂包括聚乙烯、石蜡、聚乙二醇、聚丙烯、聚苯乙烯、硬脂酸、二甲基苯二酸、双丁基苯二酸和eva中的一种或多种；准备相应的模具、筛网、堵头；

步骤二：选取合适规格模具（1）、筛网（2）、配套上堵头和下堵头（3）和软质芯杆（4）；

步骤三：先将软质芯杆（4）端头接扣，从下堵头（3）中心孔穿入，再从筛网（2）穿出；将筛网（2）沉入模腔底部；

步骤四：向模腔内缓慢加入混合料，拉紧软质芯杆（4），同时振打模具（1），使料均匀的通过筛网（2）填充到模腔内，同时保证软质芯杆（4）处于模腔中心位置，手工提升筛网（2），重复上述动作，直到模腔装满夯实混合料为止，将软质芯杆（4）从上堵头拉出、拉紧；

步骤五：采用五段加压、三段泄压的工艺压制成型，将软质芯杆（4）通过下堵头（3）从压坯抽出，获得压制毛坯；

步骤六：压制毛坯表面切削加工，车削精度为it8～it10，获得修整毛坯料棒；

步骤七：得到的修整毛坯棒料装入低压烧结炉中，进行分段烧结，即获得目标产品超硬硬质合金棒材。

本发明通过软质芯杆和筛网的设计，可以将混合料均匀的加入模腔内，同时保证芯杆处于棒材中心，通过上述步骤，可一次性用干袋式等静压机制备具有微孔的硬质合金棒材。

经工艺过程控制检测，本发明制备的微孔硬质合金棒，可以制备5.0mm以下直孔硬质合金棒，直孔平直，直径均匀。

以上实施例仅用于说明本发明的具体实施方式，而不是用于限定本发明，本发明所要求保护的范围以权利要求书所述为准。