[发明专利]一种耐磨合金棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一般破碎、研磨、浮选、粉碎领域的机械设备，特别是涉及一种耐磨合金棒的制备方法。

背景技术

硬质合金是由硬度极高的金属碳化物如WC、TiC等为基体，以Co、Ni、Cu等作为粘结剂烧结制成的粉末冶金制品，具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。由于硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，被誉为“工业牙齿”，用于制造切削工具、刀具、钻具和耐磨零部件，广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、建筑等领域。在硬质合金的实际工程应用中，经常需要对硬质合金与异种金属实现可靠连接，以充分发挥这两种材料的性能优势。但硬质合金与一般金属和合金之间具有很高的界面能，致使硬质合金颗粒不能为一般低熔点合金所浸润，导致粘结性极差，而在传统的制造技术中，硬质合金颗粒仅靠胎体冷缩后产生的机械夹持力镶嵌于胎体金属基中，没有形成牢固的化学键结或冶金结合，导致硬质合金颗粒在工作中易与胎体金属基分离，这大大降低了硬质合金工具的寿命及性能水平。

在耐磨工具中，大多采用热压烧结技术，即采用在模具中直接加入制品配方的粉料，然后在热压机上间接或直接加热到1200-2000℃并在10-50MPa的压力下烧结成型，成型后的坯件或再经磨削加工，或经切割成圆形、方形、三角形、菱形等成品。采用此种方法制备的工具由粘结相、骨架相及耐磨颗粒构成，这种结构存在以下不足之处，基体对耐磨材料的把持力较弱，烧结耐磨工具在使用过程中，硬质合金在结合剂表面的露出高低不齐，常常出现硬质合金过早脱落的现象，因此，近年来国内外开始研究采用钎焊的方式制备耐磨工具，但传统的装配技术和钎焊方法常常出现大小头、绕曲变形、焊接外观质量差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种保证装配时耐磨合金棒在钎焊料心部，成型尺寸均匀性好，硬质合金不易脱落、成型良好的耐磨合金棒的制备方法，该方法具有操作简单、工艺可控性好、成本低的优点，适宜于工业化大规模生产。

 本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种耐磨合金棒的制备方法，它包括以下步骤：

S1.备料：准备填充料，填充料包括硬质合金和钎料，所述硬质合金的颗粒粒度为1～10mm，钎料的颗粒粒度为0.5～3mm；

S2.装填：组对装配模具，将空心管插入模具中心孔正中，硬质合金装填在空心管内，在空心管和模具之间填充钎料，并紧实，再将空心管取出，并将模具的两边端头用堵头堵实；

S3.钎焊：将步骤S2装填完毕的模具水平放置于真空炉内，升温并进行钎焊，升温速度控制在6～9℃/min，升温至1100～1140℃后保温5～8min，然后随炉冷却至常温；

S4.喷砂：将钎焊后的模具打开，取出成型的合金棒，对合金棒进行喷砂处理，制得耐磨合金棒。

优选地，所述硬质合金为WC、TiC、Ti(C，N)、TiN或金刚石的任意一种。

优选地，所述钎料是由以下重量份的原料混合而成：Cu：76.00～78.00；Ni：10.20～11.30；Mn：5.30～6.45；Sn：5.10～6.47。

优选地，所述模具的材质为石墨。

本发明具有以下有益效果：

1. 本发明采用将空心管插入模具中心孔中，再填充硬质合金和钎料的装配方法，保证了耐磨合金棒在钎料中心部成型，使尺寸均匀性好；耐磨硬质合金被包覆在钎料中，通过控制小块状硬质合金片在成型过程中的外观质量和变形，提高了基体对耐磨材料的把持力，防止了硬质合金的脱落；

2. 本发明采用真空钎焊工艺，具有以下优点：（1）在加热过程中硬质合金片不存在发生氧化，不产生增碳、脱碳、硬质合金片性能降低等缺陷；（2）在真空炉加热钎焊工艺中，液态钎料与硬质合金片紧密接触，通过毛细作用，两种材料产生良好的润湿效果，钎焊过渡区材料结合强度高，得到较好的钎焊质量；（3）在真空钎焊时，加热速度可程序控制，且升温、降温速度缓慢，使钎焊时焊接应力降低，钎焊接头强度高、变形小、表面质量好，从而使硬质合金棒外观质量、形状尺寸和钎焊质量大幅度的提高，绕曲度控制在2-4mm以内，有效的提高了生产效率，降低了生产成本；

3. 本发明制备耐磨合金棒的方法具有操作简单、工艺可控性好、成本低的优点，适宜于工业化大规模生产。

附图说明

图1为本发明模具的示意图；

图2为本发明实物剖面图一；