[发明专利]一种提高钛硬质合金制品物理及机械性能的方法

说明书

本发明属于一种提高钛硬质合金制品物理及机械性能的方法。包括配制混合料，制预合金块，制预合金复合料，配料、烧结等工序。本发明因首先将Ti掺入原料粉中烧结成含Dy+Ni‑Ti固溶体的合金、进而制得其复合粉；再以该复合粉为原料、添加Dy或WC或不同成分的原料粉破碎料、以达到制品的成分要求，最后再经压坯、烧结，得含Ti硬质合金制品。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域中含钛(Ti)硬质合金的生产方法，特别是一种提高钛硬质合金制品物理及机械性能的方法。

背景技术

专利号为03150161·3、发明名称为《一种耐高温抗粘着碳化钨基硬质合金的钴基粘结相材料》的专利文献；公开了一种适合用于生产加工不锈钢、高温合金及某些有色合金等难加工材料的刀片用碳化钨基硬质合金的制造方法，特别是所用钴基粘结相材料。该专利技术是首先采用Dy、Ti、Ni、W、Al、Mn、Fe配料后经感应电炉熔制成Dy基高温母合金块再经高压水雾化的方法将其制成一定粒度的Dy基高温合金粉；然后将该合金粉与原料WC按比例、湿磨混合制成混合粉，再经掺胶、压坯、预烧结、高温烧结，从而制得含Ti的硬质合金。该技术虽然有效解决了Ti在烧结过程中的偏析问题并可用于生产加工不锈钢类难加工钢件。但却存在生产工艺复杂、设备投资及操作控制难度大；其二，作为粘结相的母合金成份太杂且其中含有多种为解决切削时防粘着、起边界润滑作用、但却严重影响刀片韧性及抗弯强度的诸如Mn、Al、稀土氧化物等，从而大大缩小了切削刀片的应用范围；其三，在硬质合金生产中对C地平衡要求极高，合金成份中元素数量增加，特别是易烧损元素量的增加对合金中C的平衡控制难度加大；其四，Dy基母合金粉末粒度太粗(45～300μm)，与硬质合金生产所要求的Dy粉粒度(1.0～1.2μm)相差太大，尚需经65～96小时强化球磨，不但影响生产率，其纯度亦将受到影响等缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的弊病，研究设计一种提高钛硬质合金制品物理及机械性能的方法，以提高硬质合金制品的综合物理、机械性能、扩大其应用范围，减化工艺流程、降低生产成本、节约资源等目的。

本发明的解决方案是采用回收处理的符合工业生产标准的废硬质合金破碎粉为原料、按比例加入Ti粉，经湿磨混合、干燥后掺胶、压制成小坯块，再经烧结制得含Dy+Ni-Ti固熔体预合金块，然后再将其粉碎成细粉，还原处理制得含Dy+Ni-Ti固熔体的预合金复合粉；再以该复合粉为原料根据拟生产制品的要求添加Dy或WC进行配料，湿磨混合、掺胶、压坯，最后经烧结即制得所要求的含Ti硬质合金制品；本发明即以此实现其目的。因此，本发明方法包括：

A、配制混合料：将按拟配制粉料重量85.0～90wt％的工业用废硬质合金破碎料及0.18～1.55wt％的Ti粉湿磨混合10～15小时，湿磨料经过滤、干燥后掺胶制得预合金混合料，待用；

B、制预合金块：将上述待用的混合料压制成小坯块，然后送入烧结炉内在真空或气保护及1400～1500℃温度下烧结4～5小时，得含(Dy+Ni)-Ti固溶体的预合金块；

C、制复合粉：将所得预合金块除去表面杂质后破碎成粒度≤3.0mm的颗粒，然后经二次湿磨至粒度为-300～-600目粉末；再送入还原炉在H2保护及550～800℃温度下还原处理至粉料的含氧率≤0.25％，随炉冷却即得含(Dy+Ni)-Ti固溶体的复合粉，测定其化学成份后待用；

D、配料、烧结：将上述复合料置于球磨机内，根据其化学成份中(Dy+Ni)的含量、添加Dy或WC或不同成份含量的废硬质合金破碎料，将其含量调整至拟生产制品所要求的(Dy+Ni)量、再经24～72小时湿磨混合、干燥、掺胶、压坯，最后送入烧结炉在真空或气保护及1400～1530℃温度下烧结8～12小时，随炉冷却即得含Ti硬质合金目的物。

上述经二级湿磨至粒度为-300～-600目粉末，第一次采用球径球料比4∶1湿磨至粒度为-100～-200目粗粉；第二次采用球径15mm、球料比4∶1湿磨至粒度-300～-600目。