[发明专利]硬质合金成形剂脱除工艺

说明书

本专利涉及硬质合金生产领域，公开了一种硬质合金成形剂脱除工艺，包括以下步骤：A.将含有成形剂的压坯放入到成形剂脱除装置的旋转机构中；B.通入氢气作为保护气氛；C.对旋转机构中的压坯进行分段加热；D.启动旋转机构，旋转机构带动压坯转动，使压坯的各个部位均能暴露出来，防止出现气氛死角，并让压坯各部位受热均匀；E.使压坯在转动过程中产生间歇性的晃动，让压坯中产生的气态成形剂更快排出；F.让烧结炉冷却至室温，将压坯从旋转机构中取出。本方案能够使成形剂被脱除得更加充分，增强了成形剂脱除的效果。

技术领域

本发明属于硬质合金生产领域。

背景技术

粉末冶金一般都需经过粉末制备、成型、脱成形剂、烧结及后处理生产工艺过程。传统的硬质合金生产工艺中，成形剂是必须辅助材料，其作用在于粘结粉末，使得粉末压制成毛坯的过程中容易成型。硬质合金压坯在烧结过程中需要把成形剂(一般为石蜡、橡胶、聚乙二醇)脱除干净，在成形剂脱除的烧结过程中，成形剂会热分解产生烷烃、烯烃类的气体，如果烧结的温度设置不当或由于局部温度偏高以及烧结气氛不匀会导致成形剂发生裂解反应并生成固体碳残留在制品内，破坏了硬质合金制品设计的理想碳含量，使硬质合金强度急剧下降。此外，成形剂脱除效果的好坏在一定程度上决定了硬质合金的好坏，成形剂脱除不充分，硬质合金在烧结时会产生严重的质量问题，如断裂、起泡、密度不达标等。

现有的硬质合金成形剂脱除工艺一般是在间歇式的烧结炉内完成，即将成型好的压坯制品装入石墨舟皿，然后堆积成跺装入烧结炉内，启动真空泵抽真空至20-200Pa或通入一定流量的氢气，然后烧结炉升温到300℃-450℃之间，恒温数小时，成形剂在此过程中裂解成气体，通过真空泵或氢气带走，然后继续升温到500-600℃之间，将压坯内残留的成形剂继续裂解排除，成形剂脱除结束后继续升温，完成硬质合金的液相烧结或冷却后转入专用烧结炉完成合金的液相烧结。该工艺由于装炉方式采用石墨舟皿堆积成跺，不可避免的在炉内存在温差和气氛死角，使压坯中的成形剂难以充分被脱除，对硬质合金的质量造成不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬质合金成形剂脱除工艺，以解决现有技术中成形剂脱除效果不佳的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供硬质合金成形剂脱除工艺，包括以下步骤：

A.将含有成形剂的压坯放入到成形剂脱除装置的旋转机构中；

B.通入氢气作为保护气氛；

C.对旋转机构中的压坯进行分段加热，首先加热到60-90℃进行预热，并在该温度下保持8-12h，然后进行第二次升温，温度升至300-400℃并保持该温度9-11h，接着进行第三次升温，温度升至500-600℃并在该温度下保持3-6h，最后进行第四次升温，温度升至800-1000℃并在该温度下保持1-3h；

D.启动旋转机构，旋转机构带动压坯转动，使压坯的各个部位均能暴露出来，防止出现气氛死角，并让压坯各部位受热均匀；

E.使压坯在转动过程中产生间歇性的晃动，让压坯中产生的气态成形剂排出；

F.让烧结炉冷却至室温，将压坯从旋转机构中取出。

本基础方案的原理及有益效果在于：将含有成形剂的压坯放入到成形剂脱除装置的旋转机构中，并通入氢气作为保护气氛。对烧结炉进行分段式加热，使烧结炉内的温度实现分段式上升，使成形剂中不同的成分在不同的温区内逐步被分解，成形剂气化形成气态成形剂，让成形剂被脱除得更加充分。利用旋转机构的旋转带动压坯转动，使压坯的各个部位均能暴露出来，防止出现气氛死角，并让压坯各部位受热均匀，防止压坯因各部位受热不均而导致成形剂脱除不均，提高了硬质合金的品质。利用压坯的间歇性晃动，增强压坯与氢气之间的相对运动，使压坯中形成的气态成形剂能够尽快排出。此外，压坯的转动和晃动能够对氢气进行搅动，使成形剂脱除装置中的气体分布和温度更加均衡，缩小温差，从而进一步提高成形剂的脱除效果。本方案能够使成形剂被脱除得更加充分，增强了成形剂脱除的效果。