[发明专利]高炉开口钻头金属陶瓷刀头材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高炉开口钻头金属陶瓷刀头材料，按质量份数计，包括以下组分，TiC 55～65份，NbC 0.7～1.2份，Ta 1.5～2.8份，Ni 25～30份，Mo 5～8份，Y 1.0～1.5份。本发明提供的高炉开口钻头金属陶瓷刀头材料采用碳化钛为主要组分，成本大幅度降低，而与其他组分以特定比例配合形成的刀头材料耐高温和耐磨性能均大幅度提高，平均使用寿命提高两倍以上，工作效率提高一倍以上。

技术领域

本发明涉及硬质合金材料领域，特别是涉及一种高炉开口钻头金属陶瓷刀 头材料及其制备方法。

背景技术

我国现行的各类硬质合金钻头，只有地矿开采的标准，而没有冶金行业高 炉开口的硬质合金标准，由于开采地矿的使用条件有水冷，因此钻头的使用环 境一般不会超过200℃，而高炉炼铁炉使用的钻头一般要在800℃左右的条件下 工作，因此没有统一的标准参考，现市场上有销售的，一般都是参照YG8标准 制造代用，YG8的化学成分与力学性能可参见《高炉炼铁生产技术手册》(第 576页，周传典编)，其中WC含92％，Co含8％，密度为14.5，抗弯强度不小 于150，硬度不小于HKA89。

该性能刀头是用于切削工作毛坯、铸铁的优选切削刀具，用在炼铁高炉高 温条件下则远远不能满足生产要求，主要原因在于：红硬性差，只适用于600℃ 以下短时瞬间，超过600度以上，其强度和硬度均会下降一半。由于红硬性差， 故耐磨性也差，在600℃工作条件下，刀头磨损超过8分钟即磨损严重，无法继 续工作。由于红硬性、耐磨性差，因此使用寿命很短，一般450m³小高炉铁口 深不到2米免强可用一次，1000m³高炉铁口深2米以上要用1-2个钻头才能打 穿一个孔，2000m³铁口深不到3米以上高炉要用2-3个钻头才能打穿一个孔， 3000m³以上高炉，铁口深都在3米以上，要用3-4个钻头才能打穿一个孔。由 此可见，采用这种材料制成的刀头成本高、效率低。

发明内容

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种高炉开口钻头金 属陶瓷刀头材料及其制备方法。

一种高炉开口钻头金属陶瓷刀头材料，按质量份数计，包括以下组分，

TiC 55～65份，NbC 0.7～1.2份，Ta 1.5～2.8份，Ni 25～30份，Mo 5～8份，Y 1.0～1.5份。

在其中一个实施例中，按质量份数计，包括以下组分，

TiC60份，NbC 1份，Ta 2份，Ni028.8份，Mo 7份，Y 1.2份。

本发明相应提供了一种高炉开口钻头金属陶瓷刀头材料制备方法，用于制 备如上所述的高炉开口钻头金属陶瓷刀头材料，包括下列步骤：

将TiC、NbC、Ta、Ni、Mo、Y球磨混合，形成第一混合物料，对所述第 一混合物料进行干燥；

将所述第一混合物料进行真空加压烧结，得初成品；

将所述初成品在预定真空内加热至1100℃～1500℃，保温3～5小时，降温至 180℃～200℃，保温24小时。

在其中一个实施例中，所述初成品在预定真空内加热至1150℃，保温4小 时。

在其中一个实施例中，对所述初成品进行离子注入处理，在所述金属陶瓷 刀头材料表面的刃部范围内注入金属Ti、Nb或Ta中的至少一种。

本发明提供的高炉开口钻头金属陶瓷刀头材料采用碳化钛为主要组分，成 本大幅度降低，而与其他组分以特定比例配合形成的刀头材料耐高温和耐磨性 能均大幅度提高，平均使用寿命提高两倍以上，工作效率提高一倍以上。

具体实施方式