一種基于熱等靜壓的硬質(zhì)合金燒結(jié)成型導(dǎo)輪的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于熱等靜壓的硬質(zhì)合金燒結(jié)成型導(dǎo)輪的方法。包括步驟一，配料：80％?85％的WC粉末、8％?8.5％Co粉末和0.8％?0.85％晶粒抑制劑，余量為碳纖維粉末；步驟二，濕磨；步驟三，篩分和干燥；步驟四，熱等靜壓燒結(jié)。本發(fā)明采用的熱等靜壓燒結(jié)工藝進(jìn)行制備導(dǎo)輪，粉末被壓制和燒綿成致密的零件，粉末體在等靜壓高壓容器內(nèi)同時(shí)經(jīng)受高溫和高壓的聯(lián)合作用，強(qiáng)化了壓制與燒結(jié)過(guò)程，降低了制品的燒結(jié)溫度，改善了制品的晶粒結(jié)構(gòu)，消除了材料內(nèi)部顆粒間的缺陷和孔隙，提高了材料的致密度和強(qiáng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于熱等靜壓的硬質(zhì)合金燒結(jié)成型導(dǎo)輪的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)輪技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于熱等靜壓的硬質(zhì)合金燒結(jié)成型導(dǎo)輪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)輪是在熱乳棒材生產(chǎn)線中消耗量較大的重要備件，是乳鋼導(dǎo)衛(wèi)總成中的關(guān)鍵部件，影坰著乳機(jī)作業(yè)率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。使用的很多導(dǎo)衛(wèi)件耐熱性能不足，出現(xiàn)粘鋼等現(xiàn)象，還有一些工藝件耐磨性、熱疲勞性能不好，影響了使用壽命以及乳材質(zhì)量。
[0003]硬度磨損的物理本質(zhì)是一種特殊形式的斷裂過(guò)程，發(fā)生在磨損件的表層和亞表層。在考慮硬度值時(shí)，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為硬度越高耐磨性越好，要充分考慮其在各種狀態(tài)下的硬度。比如:工作過(guò)程中由于表面硬化或軟化而改變了的硬度；由于與高溫乳件接觸而使表面溫度升高，要考慮髙溫硬度。
[0004]韌性滾動(dòng)導(dǎo)輪的斷裂一般為脆性斷裂。為防止脆斷的發(fā)生，要不斷提高材料的抗斷裂能力。
[0005]用真空燒結(jié)法制備硬質(zhì)合金，產(chǎn)品內(nèi)部的殘余孔隙和缺陷一直是人們關(guān)注和深入探索的問(wèn)題，而熱等靜壓正是解決這一問(wèn)題的有效方法。熱等靜壓是通過(guò)高溫髙壓的聯(lián)合作用而實(shí)現(xiàn)壓制燒結(jié)的過(guò)程，由于采用流體介質(zhì)對(duì)粉末各個(gè)方向施加相等的壓力，故可較好地消除硬質(zhì)合金中的孔隙和燒結(jié)后的鈷池。
[0006]把粉末壓坯和裝入特制容器內(nèi)的粉末體(即粉末包套)置入熱等靜壓機(jī)高壓容器中，施以高溫和高壓，使這些粉末被壓制和燒綿成致密的零件或材料的過(guò)程稱(chēng)為粉末熱等靜壓燒結(jié)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種基于熱等靜壓的硬質(zhì)合金燒結(jié)成型導(dǎo)輪的方法，通過(guò)采用的熱等靜壓燒結(jié)工藝進(jìn)行制備導(dǎo)輪，粉末被壓制和燒綿成致密的零件，降低了制品的燒結(jié)溫度，改善了制品的晶粒結(jié)構(gòu)，消除了材料內(nèi)部顆粒間的缺陷和孔隙，提高了材料的致密度和強(qiáng)度。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]本發(fā)明為一種基于熱等靜壓的硬質(zhì)合金燒結(jié)成型導(dǎo)輪的方法，包括如下步驟:
[0010]步驟一，配料:80 % -85 %的WC粉末、8 % -8.5 % Co粉末和0.8%-0.85%晶粒抑制劑，余量為碳纖維粉末；
[0011 ] A超細(xì)WC粉末的制備:將C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氫氣氛的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)直接連續(xù)還原碳化制備WC粉末，在氫氣保護(hù)下還原24h-50h，回轉(zhuǎn)爐的溫度穩(wěn)定在1500°c-2000 °C，合成了晶粒度為1.0-1.5圓的WC粉體；
[0012] B Co粉的制備:將Co粉置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h_50h，形成0.2-0.3μπι的Co粉；
[0013]C晶粒抑制劑:包括60 %-75%的VC和25 % -40 %的Gr5C3 ；
[0014]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料80 %~85%的WC粉末、8 % _8.5 % Co粉末和0.8%-0.85%晶粒抑制劑加入到罐中，以液體乙醇為球磨介質(zhì)4和8的球料比為10:1，球磨過(guò)程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在130h-160h;
[0015]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末和碳纖維粉末進(jìn)行過(guò)篩，再放入真空干燥箱中干燥，然后在壓片機(jī)上壓制成型；
[0016]步驟四，熱等靜壓燒結(jié):將步驟三制成的導(dǎo)輪毛坯放入熱等靜壓機(jī)高壓容器中，施加1500°C-1600°C，壓力在130MPa-140MPa，燒結(jié)10-23h后，冷卻至室溫后，即制成導(dǎo)輪。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]本發(fā)明采用的熱等靜壓燒結(jié)工藝進(jìn)行制備導(dǎo)輪，粉末被壓制和燒綿成致密的零件，粉末體在等靜壓高壓容器內(nèi)同時(shí)經(jīng)受高溫和高壓的聯(lián)合作用，強(qiáng)化了壓制與燒結(jié)過(guò)程，降低了制品的燒結(jié)溫度，改善了制品的晶粒結(jié)構(gòu)，消除了材料內(nèi)部顆粒間的缺陷和孔隙，提高了材料的致密度和強(qiáng)度。
[0019]當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021 ] 實(shí)施例一
[0022]步驟一，配料:80 %的WC粉末、8 % Co粉末和0.8 %晶粒抑制劑，余量為碳纖維粉末；
[0023]A超細(xì)WC粉末的制備:將C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氫氣氛的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)直接連續(xù)還原碳化制備WC粉末，在氫氣保護(hù)下還原24h-50h，回轉(zhuǎn)爐的溫度穩(wěn)定在1500°c-2000 °C，合成了晶粒度為1.0-1.5圓的WC粉體；
[0024]B Co粉的制備:將Co粉置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h_50h，形成0.2-0.3μπι的Co粉；
[0025]C晶粒抑制劑:包括60 % -75 %的VC和25 % -40 %的Gr5C3 ；
[0026]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料80 %的WC粉末、8 % Co粉末和0.8 %晶粒抑制劑劑加入到罐中，以液體乙醇為球磨介質(zhì)，A和B的球料比為10:1，球磨過(guò)程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在130h_160h;
[0027]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末和碳纖維粉末進(jìn)行過(guò)篩，再放入真空干燥箱中干燥，然后在壓片機(jī)上壓制成型；
[0028]步驟四，熱等靜壓燒結(jié):將步驟三制成的導(dǎo)輪毛坯放入熱等靜壓機(jī)高壓容器中，施加1500°C-1600°C，壓力在130MPa-140MPa，燒結(jié)10-23h后，冷卻至室溫后，即制成導(dǎo)輪。
[0029]隨著燒結(jié)溫度的增加，WC-Co-碳纖維粉末合金在一定保溫時(shí)間下(1min) 1000°C時(shí)樣品基本上沒(méi)有致密化，隨著燒結(jié)溫度提高，樣品的致密化迅速增加，到1200°C時(shí)達(dá)到89.0%的相對(duì)密度，之后則基本上沒(méi)有變化。
[0030]實(shí)施例二
[0031]—種基于熱等靜壓的硬質(zhì)合金燒結(jié)成型導(dǎo)輪的方法，如下步驟:
[0032]步驟一，配料:83的WC粉末、8.3 % Co粉末和0.83%晶粒抑制劑，余量為碳纖維粉末；
[0033]A超細(xì)WC粉末的制備:將C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氫氣氛的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)直接連續(xù)還原碳化制備WC粉末，在氫氣保護(hù)下還原24h-50h，回轉(zhuǎn)爐的溫度穩(wěn)定在1500°c-2000 °C，合成了晶粒度為1.0-1.5圓的WC粉體；
[0034]B Co粉的制備:將Co粉置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h_50h，形成0.2_0.3μπι的Co粉；
[0035]C晶粒抑制劑:包括60 % -75 %的VC和25 % -40 %的Gr5C3 ；
[0036]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料83的WC粉末、8.3 % Co粉末和0.83 %晶粒抑制劑加入到罐中，以液體乙醇為球磨介質(zhì)，A和B的球料比為10:1，球磨過(guò)程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在130h_160h;
[0037]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末和碳纖維粉末進(jìn)行過(guò)篩，再放入真空干燥箱中干燥，然后在壓片機(jī)上壓制成型；
[0038]步驟四，熱等靜壓燒結(jié):將步驟三制成的導(dǎo)輪毛坯放入熱等靜壓機(jī)高壓容器中，施加1500°C-1600°C，壓力在130MPa-140MPa，燒結(jié)10-23h后，冷卻至室溫后，即制成導(dǎo)輪。
[0039]隨著燒結(jié)溫度的增加，WC-Co-碳纖維粉末合金在一定保溫時(shí)間下(1min) 1100°C時(shí)樣品基本上沒(méi)有致密化，隨著燒結(jié)溫度提高，樣品的致密化迅速增加，到1300°C時(shí)達(dá)到99.3%的相對(duì)密度，之后則基本上沒(méi)有變化。
[0040]實(shí)施例三
[0041 ] 一種基于熱等靜壓的硬質(zhì)合金燒結(jié)成型導(dǎo)輪的方法，如下步驟:
[0042]步驟一，配料:85%的WC粉末、8.5 % Co粉末和0.85 %晶粒抑制劑，余量為碳纖維粉末；
[0043]A超細(xì)WC粉末的制備:將C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氫氣氛的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)直接連續(xù)還原碳化制備WC粉末，在氫氣保護(hù)下還原24h-50h，回轉(zhuǎn)爐的溫度穩(wěn)定在1500°c-2000 °C，合成了晶粒度為1.0-1.5圓的WC粉體；
[0044]B Co粉的制備:將Co粉置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h_50h，形成0.2_0.3μπι的Co粉；
[0045]C晶粒抑制劑:包括60 %~75%的VC和25 % -40 %的Gr5C3 ；
[0046]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料85 %的WC粉末、8.5 % Co粉末和0.85 %晶粒抑制劑加入到罐中，以液體乙醇為球磨介質(zhì)，A和B的球料比為10:1，球磨過(guò)程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在130h_160h;
[0047]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末和碳纖維粉末進(jìn)行過(guò)篩，再放入真空干燥箱中干燥，然后在壓片機(jī)上壓制成型；
[0048]步驟四，熱等靜壓燒結(jié):將步驟三制成的導(dǎo)輪毛坯放入熱等靜壓機(jī)高壓容器中，施加1500°C-1600°C，壓力在130MPa-140MPa，燒結(jié)10-23h后，冷卻至室溫后，即制成導(dǎo)輪。
[0049]隨著燒結(jié)溫度的增加，WC-Co-碳纖維粉末合金在一定保溫時(shí)間下(1min) 1230°C時(shí)樣品基本上沒(méi)有致密化，隨著燒結(jié)溫度提高，樣品的致密化迅速增加，到1400°C時(shí)達(dá)到99.8%的相對(duì)密度，之后則基本上沒(méi)有變化。
[0050]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0051]以上公開(kāi)的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實(shí)施方式】。顯然，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于熱等靜壓的硬質(zhì)合金燒結(jié)成型導(dǎo)輪的方法，其特征在于，包括如下步驟:步驟一，配料:80 % -85 %的WC粉末、8 % -8.5 % Co粉末和0.8%-0.85%晶粒抑制劑，余量為碳纖維粉末； A超細(xì)WC粉末的制備:將C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氫氣氛的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)直接連續(xù)還原碳化制備WC粉末，在氫氣保護(hù)下還原24h-50h，回轉(zhuǎn)爐的溫度穩(wěn)定在1500°C_2000°C，合成了晶粒度為1.0-1.5圓的WC粉體； B Co粉的制備:將Co粉置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h，形成0.2-0.3μπι的Co粉； C晶粒抑制劑:包括60 %-75 %的VC和25 %-40 %的Gr5C3 ； 步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料80 % -85 %的WC粉末、8 % -8.5 % Co粉末和0.8%-.0.85%晶粒抑制劑加入到罐中，以液體乙醇為球磨介質(zhì)4和8的球料比為10:1，球磨過(guò)程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在130h-160h; 步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末和碳纖維粉末進(jìn)行過(guò)篩，再放入真空干燥箱中干燥，然后在壓片機(jī)上壓制成型； 步驟四，熱等靜壓燒結(jié):將步驟三制成的導(dǎo)輪毛坯放入熱等靜壓機(jī)高壓容器中，施加.1500°C-1600°C，壓力在130MPa-140MPa，燒結(jié)10-23h后，冷卻至室溫后，即制成導(dǎo)輪。
【文檔編號(hào)】B22F3/15GK106077668SQ201610701838
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月22日
【發(fā)明人】張有德, 吳濤, 郁應(yīng)海, 王孟祥, 吳翠鳳
【申請(qǐng)人】合肥東方節(jié)能科技股份有限公司