[发明专利]高品质高钛及大尺寸类(包括薄片类)硬质合金制品加工工艺

说明书

该发明属于一种高品质高钛及大尺寸类(包括薄片类)硬质合金制品加工工艺，包括采用Ti粉与废料配Ti基合金料，雾化制粉，粉碎而制得Ti基合金粉，再将该合金粉与废料进行配料，压坯，烧结，而制得高Ti含量的大尺寸(包括薄片类)硬质合金制品。该发明由于采用钛基合金废料代替W及部分Ti粉作原料并先制得共晶成分的Ti基合金粉，再与废料按目的产品要求配料、压坯、烧结。从而具有制品变形小、孔隙度低，抗弯强度可提高8.5～13.0％，HRA硬质可提高0.5～1.0度，生产成本降低20％左右并可有效节约W、Ti自然资源等特点。克服了背景技术或设备投资大、生产率低；或制品变形大、抗弯强度和耐冲击性差；且均不能用于生产薄片类制品等弊病。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域中生产高钛(Ti)含量及大尺寸硬质合金的方法，特别是一种高品质高钛及大尺寸类(包括薄片类)硬质合金制品加工工艺。

背景技术

在传统的硬质合金生产工艺中，合金的粘结剂主要采用纯Ti(或Ti+Ni)粉，在烧结过程中W、C原子向Ti中扩散固溶而形成γ相的共晶体，为了加快W、C原子通过固相扩形成共晶成分往往需提高烧结温度、即将烧结温度至少提高到超过共晶温度100℃以上，这种通过提高烧结温度来加快液相形成的同时、又容易产生粗大的WC合金组织，显著降低硬质合金强度等性能；优其是在生产高Ti和大尺寸硬质合金制品时，由于在烧过程中坯体芯部与表面存在一定的温度差、加之Ti随着WC的溶入其熔点降低，而末溶入部分Ti的溶点仍较高，因而造成沿坯体温度梯度方向以及WC溶入Ti与未溶入Ti的各部分产生液相的温度时间和数量的一致性差，导致坯体收缩不均匀，制品形变大，特别是当Ti含量超过合金成份的10wt％时，其形变尤为明显，甚致根本不能获得产品；此外，在烧结过程中W、C原子向Ti相中溶解一析出时只能以非均匀形核的方式在晶粒的WC表面再析出这种典型的溶解一析出机制亦促使WC晶粒长大，造成合金组织的均匀性差，影响合金制品的性能。为了克服轧辊、模具类大尺寸制品烧结中的形变和孔隙度高等问题，常规采用压力烧结或等静压烧结方式，来达到目的，但却存在压力烧结炉等设备昂贵且生产率却较低，制品生产成本高等弊病；而在申请号为98808877.0，发明名称为《制备超细碳化钨钛合金的方法》的专利文献中公开了一种Ti含量为6～24wt％并添加总量低于1.0wt％的晶粒长大抑制剂VC和/或Cr₃C₂以使WC、Ti及VC和/或Cr₃C₂通过碳热还原反生产PCB(印刷电路板)等加工用工具及拉刀等机加工工具。采用该技术虽然可生产具有超细晶粒地硬质合金刀具，但由于在合金成份中加入了VC和/或Cr₃C₂，从而大大降低了合金制品的抗弯强度和耐冲击性，若用于生产诸如轧辊等大尺寸的制品、使用中易发生爆辊事故。此外，目前生产厚度较小而直径(或面积)较大的薄片类高钛硬质合金、均是采用先烧结成厚度较大的片体，然后再将其磨成薄片的生产方法，以克服其形变。因此，上述背景技术存在或设备投资昂贵、生产率低，或制品变形大、抗弯强度和耐冲击性差，使用过程度易发生爆辊事故；且均不能用于直接生产薄片类高钛硬质合金制品以及需采用纯W、Ti作原料、生产成本高、耗费天然W、Ti资源等弊病。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的弊病，研究设计一种高品质高钛及大尺寸类(包括薄片类)硬质合金制品加工工艺，以达到节省天然W、Ti资源、充分利用再生资源、生产高品质的高钛、大尺寸类(包括薄片类)硬质合金制品、降低设备投资、提高生产率，有效降低生产成本等目的。

本发明的解决方案是采用回收处理后符合工业生产标准的含Ti(或Ti+Ni)的钛基合金废料为原料，首先采用部分废料按所需Ti或Ti+Ni的含量补加Ti粉制成共晶成份的Ti基合金粉，再将该合金粉与钛基合金破粹料经湿磨配料、压坯、烧结从而制得最终产品。因此，本发明包括：