[发明专利]一种大尺寸硬质合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硬质合金制备工艺领域，具体涉及一种大尺寸硬质合金的制备方法。

背景技术

目前，对于长度较大、体积较大的硬质合金产品，国内外一致采用的方法为等静压制生产、真空烧结获得。等静压制生产时，存在以下几个缺点：1、产品模具制作周期较长，一套等静压模具从制作到试生产需要15到20天；2、模具价格昂贵，一套等静压模具的价格一般在6000元以上；3、产品生产周期长。因此，现有技术中的等静压制方法一般只在大批量产品生产时得到应用。

而针对订单数量较少的大尺寸硬质合金产品，若采用等静压制生产，则成本较高、且交货周期较长，不能满足客户需求。而且采用等静压制方法时其磨削量在50％以上，加之模具制作费用较高，造成生产成本极高。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种大尺寸硬质合金的制备方法，净化原材料，防止在成型过程中会出现其他的结核，得到毛后进行打磨，在经过打磨之后在进行二次烧结和压模，将孔隙进一步剔除，在保证大尺寸的前提下，达到硬质合金的预计刚硬程度，缩短了生产周期，减少了模具占用时间，提高生产效率，可以有效解决背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种大尺寸硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

S1、原材料预处理，将原材料进行清洗，将表面的附着污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；

S2、助熔剂除杂，将合金成分组成的氧化物在坩埚中熔融，之后将经过表面除杂的原材料融入氧化物中，在这过程中，将氧化物的熔融态温度维持在Tg温度，且维持不变；

S3、浇筑，在原材料全部溶解后，降低氧化物熔融态的温度至Tx温度，平均降温速率为10℃/min，并静置2-3小时，温度维持不变，取下层纯净熔融物，并将熔融物放入水冷铜模中，在浇筑过程中，维持水冷铜模的温度不变，在浇筑完成后，将水冷铜模进入水槽中急冷得到毛坯；

S4、取坯磨制成型，由于水冷铜模急冷，毛坯急速冷却，毛坯和水冷铜模之间有一定间隙，并将毛坯取出进行磨制得到粗坯，将粗胚放入高压模头下在150MPa条件下进行压制；

S5、烧结，将粗坯进行二次真空烧结，在二次真空烧结过程中，调节温度和压力，得到大尺寸硬质合金成品。

根据上述技术方案，所述步骤S2和S3中，所述Tg温度为850-1000℃，所述Tg温度为500-650℃，所述Tg温度和Tg温度维持不变分别是指维持Tg最高温度不变和Tx最低温度不变。

根据上述技术方案，所述步骤S3中，水冷铜模急剧冷却后的温度必须低于20℃，且急冷时间小于3秒。

根据上述技术方案，所述步骤S4中，经过磨制后的粗糙度为0.7-5。。

根据上述技术方案，所述水冷铜模内壁上涂抹有成品硬质合金粉末。

根据上述技术方案，所述步骤S5中，温度和压力分为四段，升温升压阶段、升压保温阶段、退火保温保压阶段和缓慢退火退压阶段。

根据上述技术方案，所述升温升压阶段的温度从20℃升至1420℃，压强由常压升至150MPa，升温平均速率为25℃/min，升压平均速率为10MPa/min；所述升压保温阶段的温度保持在1420℃不便，压强进一步提升至200MPa，升压平均速率为5MPa/min；所述退火保温保压阶段的温度先降至700℃，压强降至150MPa，再保持20min；所述缓慢退火退压的温度从700℃降至30℃，降温平均速率为4℃/min，压强由150MPa降至常压，降压平均速率为10MPa/min。

本发明的有益效果：