硬質合金球的壓制方法
【專利摘要】本發明提供一種硬質合金球的壓制方法，涉及硬質合金制造【技術領域】。本發明提供的方法中采用等靜壓的壓制方法，在壓制時選擇的填料為硬質合金球原料中包括的至少一種碳化物硬質顆粒。用本發明提供的壓制方法，在壓制中不引入其他雜質，可以避免由于摻雜而造成產品的物理使用性能下降；壓制而成的硬質合金球密度分布均一，其硬度、耐磨度、強度、韌性、耐熱、耐腐蝕等一系列性能都有很大提高。
【專利說明】硬質合金球的壓制方法[0001]【技術領域】[0002]本發明屬于硬質合金制造【技術領域】，具體涉及硬質合金球的壓制方法。【背景技術】[0003]硬質合金是指由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一 種合金材料。硬質合金球是表面材料及表面技術的一種重要的高硬度材料，通過采用堆焊 等方式與基體材料結合，滿足耐磨耐腐蝕等功能要求，延長設備及工件的使用壽命。目前常 見的硬質合金是指由碳化鎢(WC)和鈷(Co)兩種主要組分組成，最高硬度可以達到1700HV (IOOg載荷)，在高硬度的同時，還具有良好的耐磨耐腐蝕性能。在許多情況下，已經使用其 他包括例如鈦、釩、鉻、鋯、鉿、鑰、鈮、以及鉭的碳化物的硬質顆粒來補充并且有時來替代這 些碳化鎢顆粒。類似地，將該鈷粘合劑與不同的元素熔成合金，并且在一些情況下由這些元 素進行置換，這些元素是例如鎳、鐵、鈷及其合金。[0004]目前硬質合金球的制備技術及工藝主要是通過制粒、壓制、燒結和精整等步驟制 備而成。其中壓制多采用等靜壓制，等靜壓制可以使硬質合金球半成品致密化，減少硬質合 金球半成品和成品孔隙，提高密度。目前大多數硬質合金球生產廠家采用氧化鋁+炭黑作 填料進行壓制。[0005]由于氧化鋁粉末的粒度(70目)相對較粗，與小粒度的硬質合金球接近甚至會大于 一部分規格的硬質合金球，在分離時這些小粒度硬質合金球會隨氧化鋁粉末損失，據粗略 測算，在使用過后的氧化鋁填料中，還含有約8?9%的硬質合金球和碎粒硬質合金，原料 利用率低，對物料造成很大的損失。據生產數據統計顯示，40-60目硬質合金球生產過程中 的原料利用率約為85?87%，其中很大一部分是在脫除填料過程中隨填料損失掉的，就是因 為60目與填料粒度較為接近，脫除填料采用70目篩網，使粒度較小的粒子也隨之損失。[0006]氧化鋁顆粒較大，在壓制過程中會由于擠壓造成球粒表面出現坑洞，甚至會把硬 質合金球擠碎。這樣會使硬質合金球成品里面夾雜形狀不規則粒子或者殘缺粒子甚至碎顆 粒，嚴重影響硬質合金球的流動性能，影響硬質合金球的使用性能。[0007]氧化鋁由于在壓制過程中由于壓機的壓力會部分鑲嵌或附著在硬質合金球表面 對硬質合金球造成臟化，對硬質合金球的物理性能如密度以及硬質合金球焊層的性能如粘 接性、硬度、耐磨性等還有一定程度的影響。
【發明內容】
[0008]為解決上述問題，本發明提供一種硬質合金球的壓制方法，采用如下技術方案: 一種硬質合金球的壓制方法，其特征在于:壓制時選用的填料為硬質合金球原料中的至少一種碳化物硬質顆粒。[0009]進一步地，硬質合金球的壓制方法，包括以下步驟:(1)將待壓制的硬質合金球與填料按照(2~4):1的體積比裝入彈性模具中，并作密封處理；(2)將步驟(1)中密封好的彈性模具放入等靜壓機中進行壓制；(3 )壓制完成后，通過振動篩將硬質合金球與硬質顆粒分離。[0010]進一步地，步驟(1)中所述的待壓制的硬質合金球為包含碳化鎢的硬質合金球，所述的填料為碳化鎢。[0011]進一步地，所述的填料為粒度小于或等于200目的碳化鎢。[0012]進一步地，步驟(1)中待壓制的硬質合金球與填料的體積比為2:1。[0013]進一步地，步驟(2)中所述的等靜壓機為冷等靜壓機。[0014]進一步地，步驟(2)中所述的壓制的條件為在≥120MPa下保持1~5min。[0015]進一步地，步驟(3)中所述的振動篩的規格為50目^200目。[0016]進一步地，一種根據權利要求1所述的壓制方法而制成的硬質合金球。[0017]本發明的有益效果如下:.1.傳統壓制方法為單向或雙向壓力的軸向壓制成型方法，此法中粉料與模具的摩擦力較大，壓力沿壓制方向會產生壓力損失，使坯體各部分的密度不均勻。而本發明采用等靜壓壓制成型，成型時液體介質傳遞的壓力在各個方向上等是相等的。彈性模具在受到液體介質壓力時產生的變形傳遞到模具中的粉料，粉料與模具壁的摩擦力小，坯體受力均勻，密度分布均一，廣品性能有很大提聞。[0018]2.等靜壓壓制中，一般采用氧化鋁顆粒+炭黑作為填料。由于氧化鋁顆粒并非硬質合金球中的成分，容易對合金球造成污染和損傷。本發明采用硬質合金球所包含的碳化物硬質顆粒為等靜壓中的填料，在壓制中不引入其他雜質，可以避免由于摻雜而造成產品的物理使用性能下降。[0019]3.在硬質合金球中包括碳化鎢的等靜壓壓制中，一般采用氧化鋁顆粒+炭黑作為填料。由于氧化鋁顆粒與碳化鎢硬質合金球的粒度相差不大，容易造成硬質合金球的損失，容易對合金球造成污染損傷；而本發明中將小于200目的碳化鎢(WC)作為填料壓制， 具有以下好處:(O從根本上避免了碳化鎢硬質合金球的污染，提高產品質量，提高產品使用性能；(2)由于碳化鎢(WC)的粒度(小于200目)遠小于碳化鎢硬質合金球半成品的粒度 (40-60目)，這樣就減少了在脫除填料過程中因為與填料粒度相近所造成的損失；40-60目球粒合金原料利用率達到了 93%以上，相對于氧化鋁填料(85~87%)提高了 6~8%，很大幅度的減少了原料的損失，降低了成本；(3)由于碳化鎢(WC)的粒度(小于200目)小，在壓制過程中對碳化鎢硬質合金球的壓力相對較均勻，就大幅度減少了球粒表面的坑洞，對碳化碳化鎢硬質合金球的表面形貌有很大提高，對流動性能會有較大改善；(4)由于碳化鎢(WC)的密度相對氧化鋁較高，避免了碳化碳化鎢硬質合金球的密度由于對填料清除不徹底導致的密度下降的問題。[0020](5)將壓制完成、振動篩分離后的碳化鎢(WC)進行回收，可進行再次填料使用，減少原料損耗。【具體實施方式】[0021]以下實施方式是為了進一步說明本發明的技術內容，并不限制本發明要保護的范圍。[0022]實施例1碳化鎢-鈷硬質合金球(碳化鎢為硬質顆粒，鈷為粘接劑)的壓制方法，包括以下內容:(1)將碳化鎢-鈷硬質合金球半成品與200目的碳化鎢(WC)按照體積比2:1裝入冷等 靜壓專用的彈性膠套中，用與膠套配套的橡膠塞將碳化鎢-鈷硬質合金球與WC密封好，裝 入壓制專用吊籃，之后放入冷等靜壓機壓制；(2)在120MPa的壓力下保壓l_5min后開始卸壓，待壓力為O后取出膠套，打開橡膠塞， 將碳化鎢-鈷硬質合金球半成品與WC填料的混合物卸出；(3)之后根據半成品規格用100目或者200目的振動篩將WC填料與碳化鎢-鈷硬質合 金球半成品分離。其中球粒合金半成品留待燒結，WC填料留待之后反復使用，減少損耗。[0023]實施例2碳化鉻-鎳硬質合金球(碳化鉻為硬質顆粒，鎳為粘接劑)的壓制方法，包括以下內容:(1)將碳化鉻-鎳硬質合金球半成品與碳化鉻按照體積比4:1裝入冷等靜壓專用的彈 性膠套中，用與膠套配套的橡膠塞將碳化鉻-鎳硬質合金球與碳化鉻密封好，裝入壓制專 用吊籃，之后放入冷等靜壓機壓制；(2)在200MPa的壓力下保壓l_5min后開始卸壓，待壓力為O后取出膠套，打開橡膠塞， 將碳化鉻-鎳硬質合金球半成品與碳化鉻填料的混合物卸出；(3)根據半成品規格用50目或者100目的振動篩將碳化鉻填料與碳化鉻-鎳硬質合金 球半成品分離。其中球粒合金半成品留待下一步的燒結等處理，碳化鉻填料留待之后反復 使用，減少損耗。[0024]實施例3碳化鑰-鈷硬質合金球(碳化鑰為硬質顆粒，鈷為粘接劑)的壓制方法，包括以下內容:(1)將碳化鑰-鈷硬質合金球半成品與碳化鑰按照體積比3:1裝入冷等靜壓專用的彈 性膠套中，用與膠套配套的橡膠塞將碳化鑰-鈷硬質合金球與碳化鑰密封好，裝入壓制專 用吊籃，之后放入冷等靜壓機壓制；(2)在130MPa的壓力下保壓3min后開始卸壓，待壓力為O后取出膠套，打開橡膠塞，將 碳化鑰-鈷硬質合金球半成品與碳化鑰填料的混合物卸出；(3)根據半成品規格用100目或者200目的振動篩將碳化鑰與碳化鑰-鈷硬質合金球 半成品分離。其中球粒合金半成品留待下一步的燒結等處理，碳化鑰填料留待之后反復使 用，減少損耗。
【權利要求】
1.一種硬質合金球的壓制方法，其特征在于:壓制時選用的填料為硬質合金球原料中的至少一種碳化物硬質顆粒。
2.根據權利要求1所述的硬質合金球的壓制方法，包括以下步驟:(1)將待壓制的硬質合金球與填料按照(2~4):1的體積比裝入彈性模具中，并作密封處理；(2)將步驟(1)中密封好的彈性模具放入等靜壓機中進行壓制；(3)壓制完成后，通過振動篩將硬質合金球與硬質顆粒分離。
3.根據權利要求2所述的硬質合金球的壓制方法，步驟(1)中所述的待壓制的硬質合金球為包含碳化鎢的硬質合金球，所述的填料為碳化鎢。
4.根據權利要求3所述的硬質合金球的壓制方法，其特征在于:所述的填料為粒度小于或等于200目的碳化鎢。
5.根據權利要求2所述的硬質合金球的壓制方法，其特征在于步驟(1)中待壓制的硬質合金球與填料的體積比為2:1。
6.根據權利要求2所述的硬質合金球的壓制方法，其特征在于步驟(2)中所述的等靜壓機為冷等靜壓機。
7.根據權利要求2所述的硬質合金球的壓制方法，其特征在于步驟(2)中所述的壓制的條件為在≥120MPa下保持I~5min。
8.根據權利要求2所述的硬質合金球的壓制方法，其特征在于步驟(3)中所述的振動篩的規格為50目~200目。
9.一種根據權利要求1所述的壓制方法而制成的硬質合金球。
【文檔編號】B22F3/04GK103495728SQ201310476952
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】韓萌, 李玉璽, 黃維, 黃芳躍 申請人:自貢長城硬面材料有限公司