本發明涉及一種硬質合金的制備方法，具體涉及一種復雜異型WC-Co硬質合金的修型方法。
背景技術：
硬質合金是以一種或多種高硬度、高模量的難熔金屬碳化物(WC、Ti C、Cr2C3)為基體，以過渡族金屬(Fe、Co、Ni等)或其他合金為粘結相而組成的一種多相復合材料。這種復合結構材料具有陶瓷的高硬度、高耐磨性、紅硬性，又具有金屬的較高強度和韌性；而這種特異的“雙高”性能正是材料科研工作者所追求的目標。
碳化鎢-鈷就是“雙高”硬質合金或者金屬陶瓷的典范。其牌號是由YG和平均含鈷量的百分數組成。例如，YG8，表示平均WCo＝8％，其余為碳化鎢的鎢鈷類硬質合金。由于WC-Co硬質合金優越的性能而被廣泛的應用于拉絲模、切削工具、耐腐蝕零件及結構部件，如高壓容器的柱塞及液缸、精密軋輥、合成金剛石的頂錘、鋼絲滾軋機的軋輥、裁紙刀等；油田開鉆的噴嘴等。
隨著工業技術的發展，各種裝備需要形狀更復雜的零部件，生產批量也急劇增加。特別是隨著世界性的能源緊張，原材料匱乏，促使各工業發達國家紛紛投入大量人力、物力開發研究，尋求能夠節能、節材的塑性成形新工藝新方法。目前，硬質合金在各領域應用也越來越廣泛，但由于硬質合金硬度極高，硬度僅次于金剛石，用常規的加工方法無法完成，而采用金剛石加工的方法不是工藝復雜就是成本太高，嚴重制約著其在硬質合金在各領域的大批應用。
技術實現要素：
為解決現有復雜構型的硬質合金加工難度大的缺陷，本發明提供了一種復雜異型WC-Co硬質合金的修型方法，旨在降低復雜構型的硬質合金的制備難度，提升制得的異形硬質合金的加工精度。
一種復雜異型WC-Co硬質合金的修型方法，配料后經濕磨、干燥、摻成形劑、壓制成形、脫脂燒結、850℃-950℃下預燒結后再機械加工成所需求的形狀，隨后再進行真空、加壓燒結而成。
本發明人發現，通過對壓制成型后的產品在所述的溫度下進行預燒結，可使之具有一定的粘結能力，但又沒有完全合金化；然后再進行機械加工成所需求的硬質合金產品形狀，最后進行加壓燒結成合金。本發明方法不僅能解決了硬質合金復雜產品的成形難題，生產出來的產品不再需后續加工，同時解決了硬質合金生產變形問題突出的一大難點，節約了后續加工成本。
本發明中，一種優選的復雜異型WC-Co硬質合金的修型方法，具體包括以下步驟：
步驟(1)脫脂燒結：
將經配料、濕磨、噴霧干燥、壓制成型的坯體置于燒結爐中從室溫以1～3℃/min的升溫速率升至240～260℃后保溫25～35min；再以1.0～1.5℃/min的升溫速率升至370～390℃保溫70～90min；再以1～3℃/min的升溫速率升至415～435℃保溫70～90min；脫脂燒結期間以35～45L/min的流速通入H2；
步驟(2)：修型預燒結：
在步驟(1)脫脂燒結后，以1～3℃/min的升溫速率升至850℃-950℃后保溫60～120min獲得加工坯件，期間以25～35L/min的流速通入H2；
步驟(3)：將步驟(2)修型預燒結得到的加工坯件加工成所需形貌；
步驟(4)：將步驟(3)加工成的產品再進行真空、加壓燒結制得復雜異型的WC-Co硬質合金的合金產品。
本發明中，通過所述優選的制備方法的特殊升溫曲線以及期間的H2流量的控制，再協同配合與步驟(2)的修型預燒結、加工，有助于制得具有復雜、異形形貌的WC-Co硬質合金的合金產品。
作為優選，步驟(1)中，坯體置于燒結爐中從室溫以2℃/min的升溫速率升至250℃后保溫30min；再以1.2℃/min的升溫速率升至380℃保溫80min；再以2℃/min的升溫速率升至425℃保溫80min；脫脂燒結期間以40L/min的流速通入H2。
經過步驟(1)的燒結后，再配合步驟(2)的預燒結，大大提升產品的加工性能。
作為優選，步驟(2)中，以2℃/min的升溫速率升至870℃-910℃后保溫70～100min，期間以30L/min的流速通入H2；通過預燒結獲得加工坯件；
步驟(3)中，將步驟(2)修型預燒結得到的加工坯件在加工車間進行車、銑、刨等加工以達到符合用戶要求的產品；加工的邊角料則可循環套用至濕磨工序，進行二次濕磨重新使用。
步驟(4)中，將步驟(3)加工成型的產品再經步驟(4)的燒結處理，最終制得具有復雜形貌的WC-Co硬質合金。
本發明中，作為優選，步驟(4)中的燒結工藝參數為：1200℃～1380℃下真空燒結30～120min；1390℃～1500℃加壓燒結40～100min，加壓燒結過程的壓力為2～3MPa。
本發明中，作為優選，所述的WC-Co硬質合金中，Co的質量百分數為5～12％；進一步優選為6～10％。
例如，可采用本發明方法加工具有異形復雜形貌的牌號為YG06、YG08或YG10的硬質合金。
本發明中，一種優選的復雜異型WC-Co硬質合金的修型方法，包括以下步驟：
步驟(1)脫脂燒結：
將經配料、濕磨、噴霧干燥、壓制成型等步驟得到的混合料壓制成型的坯體；進行脫脂燒結；燒結工藝參數為：將壓制成型的坯體置于燒結爐中從室溫以2℃/min的升溫速率升至250℃后保溫30min，再以1.2℃/min的升溫速率升至380℃保溫80min，再以2℃/min的升溫速率升至425℃保溫80min；脫脂燒結過程中通入40L/min的H2，完成脫脂燒結階段；
步驟(2)：修型預燒：
在步驟(1)脫脂燒結后，以2℃/min的升溫速率升至850℃-950℃后保溫60～120min；期間以30L/min的流速通入H2；通過預燒結從而獲得可加工的硬質合金可加工坯件；
步驟(3)：將步驟(2)修型預燒得到的硬質合金可加工坯件在加工車間進行車、銑、刨等加工以達到符合用戶要求的產品；加工的邊角料則回收進行二次濕磨重新使用；
步驟(4)：將步驟(3)加工成的合格品時行真空及加壓燒結而得到優質的硬質合金產品。
有益效果
1、采用本工藝方法能解決目前硬質合金加工難的問題，使硬質合金能更廣泛地應用在各行業中，擴大使用范圍。
2、采用本工藝方法生產出來的產品基本上不再需后續加工，即使是要求特別高精度的零件，也可經過微量的修磨而達到，節約了后續加工成本。
3、采用本工藝方法能有效地降低生產成本。由于復雜件成型難度大，生產時模具的設計及生產要產生一大批的制造費用，而且花費的時間很長，本發明能將加工時的邊角料及加工不當造成的廢品重新返回濕磨，進行第二次使用，極大地降低了原料的浪費同時節約很大的模具費用又能縮短生產周期，提高生產效益。
具體實施方法：
實施例1
選用YG06牌號的復雜件進行修型預燒結處理修型加工100件：
步驟(1)脫脂燒結：
將經配料、濕磨、噴霧干燥、壓制成型等步驟得到的混合料壓制成型的坯體；進行脫脂燒結；燒結工藝參數為：將壓制成型的坯體置于燒結爐中從室溫以2℃/min的升溫速率升至250℃后保溫30min；再以1.2℃/min的升溫速率升至380℃保溫80min；再以2℃/min的升溫速率升至425℃保溫80min；脫脂燒結過程中通入40L/min的H2，完成脫脂燒結階段。
步驟(2)：修型預燒：
在步驟(1)脫脂燒結后，以2℃/min的升溫速率升至870℃后保溫70min，其中，通入H2氣體的流速為30L/min。通過預燒結從而獲得可加工的硬質合金可加工坯件。
步驟(3)：將步驟(2)修型預燒得到的硬質合金可加工坯件在加工車間進行車、銑、刨等加工以達到符合用戶要求的產品；加工的邊角料則回收進行二次濕磨重新使用。
步驟(4)：將步驟(3)加工成的合格品時進行真空及加壓燒結而得到優質的硬質合金產品；燒結工藝參數為：1200℃～1380℃下真空燒結30～120min；1390℃～1500℃加壓燒結40～100min，加壓燒結過程的壓力為2～3MPa。
將通過本實施例得到的結構復雜鎢鈷硬質合金，其中，所述的硬質合金的WC平均晶粒度為2.4μm，橫向斷裂強度3100Mpa，硬度90.3HRA，金相孔隙度為A02、B00、C00。產品性能合格；加工時稍有夾壞，共加工破損16件(易破損)；返回的邊角料易球磨成功，球磨時間4小時符合要求，便于回收使用。
實施例2
選用YG08牌號的復雜件進行修型預燒結處理修型加工100件：
步驟(1)脫脂燒結：
將經配料、濕磨、噴霧干燥、壓制成型等步驟得到的混合料壓制成型的坯體；進行脫脂燒結；燒結工藝參數為：將壓制成型的坯體置于燒結爐中從室溫以2℃/min的升溫速率升至250℃后保溫30min，再以1.2℃/min的升溫速率升至380℃保溫80min，再以2℃/min的升溫速率升至425℃保溫80min；脫脂燒結過程中通入40L/min的H2，完成脫脂燒結階段。
步驟(2)：修型預燒：
在步驟(1)脫脂燒結后，以2℃/min的升溫速率升至910℃后保溫100min。min；其中，通入H2氣體的流速為30L/min。通過預燒結從而獲得可加工的硬質合金可加工坯件。
步驟(3)：將步驟(2)修型預燒得到的硬質合金可加工坯件在加工車間進行車、銑、刨等加工以達到符合用戶要求的產品；加工的邊角料則回收進行二次濕磨重新使用。
步驟(4)：將步驟(3)加工成的合格品時進行真空及加壓燒結而得到優質的硬質合金產品；燒結工藝參數為：1200℃～1380℃下真空燒結30～120min；1390℃～1500℃加壓燒結40～100min，加壓燒結過程的壓力為2～3MPa。
將通過本實施例得到的結構復雜鎢鈷硬質合金，其中，所述的硬質合金的WC平均晶粒度為2.8μm，橫向斷裂強度3150Mpa，硬度90.0HRA，金相孔隙度為A02、B00、C00。產品性能合格；加工時難損壞，方便加工，破損2件；返回的邊角料易球磨成功，球磨時間6小時符合要求，便于回收使用。
實施例3
選用YG10牌號的復雜件進行修型預燒結處理修型加工100件：
步驟(1)脫脂燒結：
將經配料、濕磨、噴霧干燥、壓制成型等步驟得到的混合料壓制成型的坯體；進行脫脂燒結；燒結工藝參數為：將壓制成型的坯體置于燒結爐中從室溫以2℃/min的升溫速率升至250℃后保溫30min，再以1.2℃/min的升溫速率升至380℃保溫80min，再以2℃/min的升溫速率升至425℃保溫80min；脫脂燒結過程中通入40L/min的H2，完成脫脂燒結階段。
步驟(2)：修型預燒：
在步驟(1)脫脂燒結后，以2℃/min的升溫速率升至950℃后保溫120min。min；其中，通入H2氣體的流速為30L/min。通過預燒結從而獲得可加工的硬質合金可加工坯件。
步驟(3)：將步驟(2)修型預燒得到的硬質合金可加工坯件在加工車間進行車、銑、刨等加工以達到符合用戶要求的產品；加工的邊角料則回收進行二次濕磨重新使用。
步驟(4)：將步驟(3)加工成的合格品時進行真空及加壓燒結而得到優質的硬質合金產品；燒結工藝參數為：1200℃～1380℃下真空燒結30～120min；1390℃～1500℃加壓燒結40～100min，加壓燒結過程的壓力為2～3MPa。
將通過本實施例得到的結構復雜鎢鈷硬質合金，其中，所述的硬質合金的WC平均晶粒度為2.2μm，橫向斷裂強度3150Mpa，硬度88.4HRA，金相孔隙度為A02、B00、C00。產品性能合格；加工時難損壞，方便加工，無破損件；返回的邊角料較難球磨成功，球磨時間18小時符合要求，稍維于回收使用。