[发明专利]一种硬质合金的渗碳方法

说明书

本发明公开了一种硬质合金的渗碳方法，属于硬质合金制造领域，本发明采用脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉替代钼丝氢气烧结炉来进行渗碳烧结，石墨颗粒的密度较大，渗碳烧结过程中不容易散发到炉膛内部甚至真空管道内，不会损坏烧结炉管道，也不会散发到空气中污染环境；石墨颗粒与硬质合金脱碳制品的分离容易，不容易粘在硬质合金的表面，提高生产效率；采用石墨盖板将石墨舟皿密封，进一步防止石墨颗粒散发到炉膛内部甚至真空管道内，而且石墨盖板对控制渗碳过程的碳气氛起关键作用，有效地对硬质合金脱碳制品迸行渗碳处理，通过对脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉通入氩气，并控制一定的压力，实现了硬质合金脱碳缺陷的消除，工序短，生产成本低。

技术领域

本发明属于硬质合金制造领域，具体涉及一种硬质合金的渗碳方法。

背景技术

碳含量是影响硬质合金性能的关键因素，微量的碳含量波动会引起合金相组成和显微结构的变化，从而影响合金的性能。当合金中碳含量不足时，易出现脱碳组织相，这种相性脆且不稳定，会导致合金强度下降；当合金中碳含量较高时内部将出现游离态的石墨，石墨的存在破坏了合金基体的连续性，起到一定的割裂作用，对合金的强度、韧性及耐磨性等均产生不利影响。

硬质合金制造过程的混合料配制、掺胶、垫烧涂料的刷盖和烧结等因素都会影响硬质合金碳含量的控制，使硬质合金制品发生缺碳和渗碳缺陷，缺碳和渗碳的制品需要通过后续渗碳和脱碳辅助工艺来补碳和去碳。

硬质合金制品的渗碳和脱碳通常是用钼丝氢气烧结炉来完成的，随着制造技术的发展，钼丝氢气烧结炉已被普遍淘汰。目前，硬质合金制品的渗碳方法普遍采用填料法在真空炉中完成渗碳，在烧结过程抽真空情况下，密度较小的石墨粉末态会散发到炉膛内部甚至真空管道内，而导致烧结炉损坏，而且会散发到空气中，污染环境；同时，烧结温度时真空状态下，渗碳过程的碳气氛控制不好，渗碳效果不显著，增加了渗碳后硬质合金的次品率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低的硬质合金的渗碳方法，在脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉，采用被密封的石墨颗粒作为填料，可以防止石墨粉末飞扬损坏烧结炉，同时，保持一定的气氛压力，可有效地对硬质合金脱碳制品迸行渗碳处理。

本发明提供一种硬质合金的渗碳方法，包括以下步骤：

(1)在石墨舟皿中均匀铺设石墨颗粒，将硬质合金脱碳制品填埋至石墨颗粒中，采用石墨盖板将石墨舟皿密封，得到组装后的硬质合金与石墨组件；

(2)将步骤(1)所得组装后的硬质合金与石墨组件放入脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉中进行渗碳烧结，渗碳烧结时直接升温至烧结温度进行保温，烧结温度为1370～1410℃，保温时间为30～90min，保温结束后，随炉冷却降至室温；

(3)渗碳烧结完成后，从石墨舟皿的石墨颗粒中取出硬质合金制品，石墨颗粒循环使用，对硬质合金制品进行喷砂处理，得到渗碳处理后的硬质合金。

作为优选，步骤(1)中，所述石墨颗粒的粒度为φ0.5～3.0mm，石墨颗粒为按质量百分比计100％的冶金级石墨颗粒。渗碳剂采用石墨颗粒，具有两方面的作用：一是石墨颗粒的松装密度较大，渗碳烧结过程中不容易散发到炉膛内部甚至真空管道内，因此不会损坏烧结炉管道，也不会散发到空气中污染环境；二是石墨颗粒与硬质合金脱碳制品的分离容易，不容易粘在硬质合金的表面，从而可以节约分离时间，提高生产效率。

作为优选，步骤(2)中，采用脱蜡烧结一体炉时，烧结工艺气氛为：烧结温度前为真空气氛，达到烧结温度后，充入氩气，脱蜡烧结一体炉中氩气的绝对气压保持为50±10mbar。

作为优选，步骤(2)中，采用压力烧结炉时，烧结工艺气氛为：烧结温度前为真空气氛，达到烧结温度后，充入氩气，压力烧结炉中氩气的绝对气压保持为10～60bar。

本发明的有益技术效果为：