專利名稱：一種用工業微波窯爐生產硬質合金的方法
技術領域：
本發明涉及一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法。
背景技術：
針對現有技術存在的缺陷，改變現有工藝對材料加熱的傳導方式，提出一種用工業微波窯爐生產硬質合金的方法，具有功率能耗低、生產工藝簡單易控、燒結時間短、溫度均勻穩定、品質率高、提高機械性能、提高致密度、細化晶粒。硬質合金主要成分為WC和Co粉末，經過制粉、壓制、燒結而成，主要應用于礦山開采和地質鉆探，石油開采各種刀具，具有高韌性、高硬度、高密度、抗氧化和化學穩定性等。硬質合金燒結是關鍵，全國有許多做硬質合金材料的大多采用電間歇式窯爐，燒結成本高，產品性能低下，能耗高，效率低。在傳統燒結工藝上采用高真空爐，能耗高、燒結周期長；采用加壓工藝，設備制造復雜、能耗高、周期長、安全系數低、采用氣氛工藝，也是燒結效率低、能耗高、性能低下。傳統的電加熱依靠發熱體將熱能通過對流傳導或輻射方式傳遞到被加熱產品而達到某一溫度，使量從外向內傳遞，溫度分布不均勻、升溫速度慢、合成時間長、能耗高。

發明內容
本發明所解決的技術問題在于提供一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法，以解決上述背景技術中的缺點。一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法，具體步驟如下(I)將原材料粉末按照重量比碳化鎢90-95份、鈷粉末5-8份、成型劑石蠟3-5份混合均勻，然后壓制成各種形狀的生胚硬質合金體，將壓制好的生胚體45kg放入工業微波窯爐的保溫材料中間，進行微波燒結合成，微波燒結時，頻率為2450MHz功率為13kw，通過紅外測溫儀控制監測燒結溫度，在爐中進行抽微低真空排出窯內空氣，以氮氫氣體或氬氫氣體為保護氣升溫至3000C -50(TC進行流動排臘，通入氮氫氣體流動氣體保護燒結，控制溫度20-50°C /min,快速達到最高反應溫度1200-1700°C，在此溫度下反應10-12min，快速氣冷卻使溫度低于350°C，出爐進行外觀測量，性能密度，洛氏硬度、韌度、顯微組織觀察，即可得到硬質合金。本發明所述的特殊結構承載體為石墨或石墨粉或莫來石的其中一種或幾種，進行引波溫度均勻處理和硬質合金材料的吸碳材料。在本發明中，所述的保溫材料為含鎬型多晶纖維毯或含鋁多晶纖維毯中的一種或一種以上。在本發明中，所述的微波功率為13KW。在本發明中，所述的保護流動氣體為氮氫、IS氣、IS氫、氮氣的其中一種或一種以上。在本發明中，所述的燒結升溫速度為30°C /min。在本發明中，所述的材料在隔氧氣氛下燒結高溫1550°C保溫20分鐘充分反應，可得到均勻的細晶粒顯微組織。在本發明中，所述控制系統為PLC控制系統,人機界面來控制微波系統,監控設定溫度功率曲線。在本發明中，所述測溫系統為高精度紅外測溫，可精確測量材料本身溫度，進行畫面監視控制。在本發明中，所述的降溫氣冷系統為氮氣旋轉強風冷卻。本發明的工作原理是微波加熱具有直接加熱特性，將能量直接引入產品內部，在高頻場的作用下以2億次/s的速度旋轉摩擦材料內部分子，使材料本身由內向外均勻快速溫升，物質材料反應徹底而均勻、縮短燒結加熱時間、提高了效率、溫度分布均勻無開裂變形，比傳統節省電力50-70%，具有明顯節能減排的效果，提高了材料的各項性能和致密度，細化了晶粒。有益效果
本發明有以下優點比常規傳統燒結節能50-70%，降低燒結能耗費用；工藝簡單易控，采用PLC和人機界面操作監控；縮短燒結時間，提高了能源利用率；溫度均勻穩定，由內向外加熱，無開裂變形廣品；提聞了機械性能，硬度提聞了 2. 0%,抗彎強度提聞15. 6%;提聞了致密度2. 5% ;可得到均勻的細晶粒顯微組織。
具體實施例方式為了使本發明的技術手段、創作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易于明白了解，下面結合實施例，進一步闡述本發明。將碳化物粉末93. 5份和6. 5份鈷按重量比例混合，加入3. 5份的成型劑石蠟進行均勻混合，然后壓制成各種型號的多用途的硬質合金生胚，將45kg硬質合金生胚放入工業微波窯爐中，用特殊燒結結構承載硬質合金，外圍用耐火材料和保溫材料，封閉密封爐門，開始抽微低真空，同時向爐體內通入氮氫氣體，用氧化鋯氧分析儀測量爐內氧含量，抽至02S 500PPM時，關閉真空泵，開啟流動氮氫氣體閥，向爐體內流入氣體。以氮氫為載體在預熱0-500°C時有蠟排出，隨氣體一起排出爐外，增大微波源功率，設定工藝曲線和功率，開始監控升溫，物料先以10-15°C /min升溫到500°C，然后以30°C /min的升溫速度達到最高溫度1550°C，保溫10-20min然后隨爐氣冷卻到200°C，爐體夾層水冷也可提高冷卻效果，得到高品質的硬質合金材料，經檢測密度為14. 85g/cm3比傳統提高密度2. 5%、硬度HRA89. 2提高2. 0%、抗彎強度699. 5MPA提高15. 6%，在短時間內燒結晶粒不易長大，易得到均勻的細晶粒顯微組織結構，即可得到硬質合金。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法，其特征在于，具體步驟如下(I)將原材料粉末按照重量比碳化鎢90--95份、鈷粉末5-8份、成型劑石蠟3-5份均勻混合，然后壓制成各種形狀用途廣泛的生胚硬質合金體，直接將壓制好的生胚體45kg放入工業微波窯爐的保溫材料中間，進行微波燒結合成，微波燒結時，頻率為2450MHz功率為13kw，通過紅外測溫儀控制監測燒結溫度，在爐中進行抽微低真空排出窯內空氣，以氮氫氣體或氬氫氣體為保護氣升溫至300°C _50(TC進行流動排臘，通入氮氫氣體流動氣體保護燒結，控制溫度20-500C /min，快速達到最高反應溫度1200-1700°C，在此溫度下反應10_12min，然后快速氣冷卻低于350°C，出爐進行外觀測量，即可得到硬質合金。
2.根據權利要求I所述的一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法，其特征在于，本發明所述的特殊結構承載體為石墨或石墨粉或莫來石的其中一種或幾種。
3.根據權利要求I所述的一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法，其特征在于，所述的保溫材料為含鎬型多晶纖維毯或含鋁多晶纖維毯中的一種或一種以上。
4.根據權利要求I所述的一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法，其特征在于，所述的微波功率為13KW。
5.根據權利要求I所述的一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法，其特征在于，所述的保護流動氣體為氮氫、IS氣、IS氫、氮氣的其中一種或一種以上。
6.根據權利要求I所述的一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法，其特征在于，所述測溫系統為高精度紅外測溫。
7.根據權利要求I所述的一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法，其特征在于，所述的降溫氣冷系統為氮氣旋轉強風冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種工業微波窯爐生產硬質合金的方法(1)將原材料粉末按照重量比碳化鎢90-95份、鈷粉末5-8份、成型劑石蠟3-5份均勻混合，然后壓制成各種形狀用途廣泛的生胚硬質合金體，直接將壓制好的生胚體45kg放入工業微波窯爐的保溫材料中間，承載材料為特殊材料結構，進行微波燒結合成，微波燒結時，頻率為2450MHz功率為13kw，通過紅外測溫儀控制監測燒結溫度，通入氮氫氣體流動氣體保護燒結，控制溫度20-50℃/min，快速達到最高反應溫度1200-1700℃，然后快速氣冷卻低于350℃，出爐進行外觀測量，性能密度，洛氏硬度、韌度、顯微組織觀察，即可得到硬質合金。
文檔編號C22C1/04GK102912207SQ201210449948
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者莫宏清, 何繼生 申請人:湖南山聯新材科技有限公司