[发明专利]一种冷墩模具用高韧耐磨硬质合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种冷墩模具用高韧耐磨硬质合金材料及其制备方法，其包括如下重量百分比的合金组分：WC 77.2～78.2%，Co 21.8～22.2%和Cr₃C₂ 0.8～1.2%，各组分之和为100%。本发明一种冷墩模具用高韧耐磨硬质合金材料，通过合理的配方设计和制备工艺的调整，使所制备的硬质合金材料在一定强度的前提下，能够兼具良好的耐磨性和韧性性，可有效防止模具在冷锻过程中破损，大大提高了模具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及金属没模具材料领域，特别是涉及一种冷墩模具用高韧耐磨硬质合金材料及其制备方法。

背景技术

冷墩模具是制备紧固件类配件的必备模具。在紧固件类配件的成型过程中，冷镦模具需要承受剧烈的冲压载荷，其凹模表面承受很高的压应力，要求模具材料具有较高的强度、韧性和耐磨性。

但一般来说，同一种合金材料的韧性和耐磨性是相冲突的。一般硬度越高耐磨性越好，但强韧性越差，强韧性越好，硬度越差。

现有冷墩模具用金属材料通常为碳素工具钢或低合金冷作模具钢。这种在使用过程中不能兼顾耐磨性及韧性，导致模具的使用寿命较短。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种冷墩模具用高韧耐磨硬质合金材料及其制备方法，能够解决现有冷墩模具存在的上述不足之处。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种冷墩模具用高韧耐磨硬质合金材料，其包括如下重量百分比的合金组分：WC 77.2～78.2%，Co 21.8～22.2%和Cr₃C₂ 0.8～1.2%，各组分之和为100%。

在本发明一个较佳实施例中，所述WC包括平均粒径为3μm和6μm的两种粒径尺寸的颗粒。

在本发明一个较佳实施例中，平均粒径为3μm的所述WC与平均粒径为6μm的所述WC的质量比为2～2.5：1。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种冷墩模具用高韧耐磨硬质合金材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）配料：将两种粒径的WC、Co和Cr₃C₂按上述配方量称取，备用；

（2）研磨混合：将上述物料依次加入球磨桶中，然后加入一定量溶剂油，混合研磨，得到一定粒径的湿磨料浆；

（3）干燥过筛：向步骤（2）中得到的湿磨料浆中加入低熔点石蜡，搅拌使上述湿磨料浆干燥，然后过400目筛，滤除杂质；

（4）压制成型：将经过筛处理后的料粒进行压制成型，得到半成品；

（5）烧结成型：将压制后的半成品放入烧结炉中，在惰性气氛条件下经高温加压烧结后，冷却得到所述模具用高温韧性硬质合金材料。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述溶剂油的加入量为所述WC、Co和Cr₃C₂总质量的1/5～1/4；所述混合研磨的工艺条件为：球料比6～8：1，球磨时间为12～15h，所得湿磨料浆的平均粒径为2～4μm。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，所述烧结的工艺条件为：在惰性氩气气氛，10～12MPa的压力条件下，先以3～5℃/min的升温速度从室温升至800℃，恒温保持30～60min，然后以10～15℃/min的升温速度从800℃升温至1100～1200℃，恒温保持30～60min，最后再以3～5℃/min的升温速度从1100～1200℃升温至1400～1450℃，恒温保持30～45min。