[发明专利]一种硬质合金强化处理工艺方法

说明书

本发明提供了一种硬质合金强化处理工艺方法，属于硬质合金的热处理领域。它解决了现有热处理对硬质合金强化小的问题。本硬质合金强化处理工艺方法,其特征在于，其具体工艺步骤为：将硬质合金加热到α‑Co同素异构转变温度点以上温度进行淬火；完成淬火工作后，进入深冷处理，在深冷处理时，将深冷处理过程中的升降温速率控制为1～3℃/min，深冷处理温度为‑140～‑196℃，深冷处理保温时间为12～24小时；完成深冷处理后，进入回火处理，在回火处理时，将回火处理过程中的回火温度控制为500～600℃，保温时间为2～3小时；完成回火处理后，通过空冷冷却硬质合金。本发明具有提高热处理对硬质合金的强化作用。

技术领域

本发明属于硬质合金的热处理领域，涉及一种硬质合金强化处理工艺方法。

背景技术

硬质合金是以难熔金属硬质化合物为基，以金属为黏结剂，通过粉末冶金工艺烧结出的高硬度、良好的红硬性、高化学稳定性、高抗压强度、高耐磨性材料，被称为“工业的牙齿”。硬质合金刀具的切削速度大约是高速钢刀具的4~7倍，其切削过程中面临的工况更加恶劣，容易在周期性频繁冲击、热交变负荷、交变弯曲应力、高温下剧烈磨损等因素的作用下，发生刃口磨损、崩刃、热变形、疲劳、断裂等失效形式。现阶段主要通过发展硬质合金新材料和硬质合金表面强化技术来改善硬质合金的性能，但依然存在设备复杂、制备成本高、技术难度大等问题，在一定程度上限制了我国硬质合金产品质量的进一步提高。近年来，随着制造业加工水平的不断提升，对高品质硬质合金的需求在不断增加，同时，模具工业运用硬质合金也与日俱增。

由于硬质合金的韧性主要取决于胶结相，而WC-Co硬质合金的胶结相随温度的变化存在同素异构转变和固溶成分的变化，这为WC-Co硬质合金热处理提供了可能性。淬火可以抑制WC析出及Co的同素异构转变，因此，WC-Co硬质合金的热处理可不同程度地提高其抗弯强度。但考虑到工程上常用的硬质合金含钴量一般较少，因此，热处理对合金的强化作用很小。

随着《中国制造2025》的不断推进，高端装备制造业对材料的要求不断提高。经传统热处理后材料仍会存在某些不足，如淬火后组织不稳定、较高的热应力与组织应力、组织不均匀等，均会恶化材料性能进而影响材料使用寿命。一般来说，通过单一热处理工艺难以解决此类问题，而深冷处理作为热处理的一种重要附加工艺，能够有效地对材料热处理后的性能进行优化，对延长材料的服役寿命具有显著效果，目前深冷处理已在高端制造领域、精密仪器领域及航空航天工业实现了广泛的应用。

硬质合金的深冷处理最早见于1981年日本的刊物《机械技术》，其报道了硬质合金刀、模具经深冷处理后，耐磨性和抗破碎性与采用普通低温处理相比有显著提高。随着硬质合金材料在工业上的应用愈加广泛，其深冷改性技术受到了国内外学者的重视。目前已有大量研究表明深冷处理能够提高硬质合金的耐磨性、强度、韧性等综合性能，延长硬质合金工、模具的使用寿命。然而，传统对于硬质合金的深冷处理主要是针对刀具成品，其实施过程与硬质合金的热处理相互独立。因此，为了更大程度的对硬质合金进行组织调配，更加显著的提高硬质合金的性能，将深冷处理与硬质合金的热处理进行有机的配合，通过工艺参数的调配促使组织中亚稳态粘结相的转变和稳定化，并促使组织析出更多的η相，从而最大程度的提高硬质合金的强度和韧性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种将深冷处理技术与硬质合金的淬火和回火工艺相结合的新工艺。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种硬质合金强化处理工艺方法,其特征在于，其具体工艺步骤为：

第一步、将硬质合金加热到α-Co同素异构转变温度点以上温度进行淬火；

第二步、完成淬火工作后，进入深冷处理，在深冷处理时，将深冷处理过程中的升降温速率控制为1～3℃/min，深冷处理温度为-140～-196℃，深冷处理保温时间为12～24小时；