[实用新型]一种用于烧结过程中裂解出含碳气体渗碳的石墨盒

说明书

一种用于烧结过程中裂解出含碳气体渗碳的石墨盒，石墨盒包括盒体和盒盖，盒盖盖在盒体上，形成一个密封的石墨容器；在盒体的底部设有活动阀门，通过活动阀门保证在烧结过程中当盒内裂解出渗碳性气体时，阀门处于关闭状态，渗碳性气体不易逸出；但在压力烧结阶段，当炉中充入高压气体时，高压气体能够冲开阀门顺利进入石墨盒内，对石墨盒内进行加压而不损坏石墨盒。本实用新型通过采用密闭的石墨盒做容器，并在石墨盒内添加适量的可裂解渗碳性气体物质，通过可裂解渗碳性气体物质在烧结时裂解渗碳性气体对硬质合金进行渗碳强化处理，可以有效改变硬质合金表面的性能。

技术领域

本实用新型涉及到一种改变硬质合金表面性能的辅助作业装置，尤其是指一种用于烧结过程中裂解出含碳气体渗碳的石墨盒；该种用于烧结过程中裂解出含碳气体渗碳的石墨盒可以有效改变硬质合金的渗碳方式，有利于形成硬质合金的表面梯度结构；属于硬质合金生产技术领域。

背景技术

通过渗碳对硬质合金表面进行强化处理，是当今一种改善硬质合金表面性能的有效方法，正在逐步引起人们的高度关注。研究结果表明，对WC-Co硬质合金的表面渗碳强化处理工艺，WC-Co硬质合金经过表面渗碳处理后的性能有明显的提高，WC-Co硬质合金齿经过表面渗碳处理后，可获得1 mm以上厚度的硬化层。按开发的表面渗碳工艺处理后的硬质合金齿，耐磨性有明显改善，抗压缩疲劳能力和抗冲击能力均有显著提高。经表面渗碳强化处理的硬质合金齿在牙轮钻头上进行了钻井现场试验，显示了更好的进尺能力和更高的钻速；因此对硬质合金表面进行强化渗碳处理值得去进行深入探讨研究。

目前，对硬质合金进行渗碳处理的方面一般是采用将硬质合金压坯埋在固态的含渗碳性性的物质中或在烧结过程中通过渗碳性气体。

专利CN104493161B中介绍了硬质合金在真空烧结炉中渗碳的方法，包括以下步骤：a.将每件硬质合金脱碳制品单件放入存有渗碳混合料的包套中，硬质合金脱碳制品被渗碳混合料包覆，系紧包套袋口后，放入冷等静压机中通过压制工艺进行压制，形成压坯块；b.去除压坯块表面的包套，再将压坯块放入真空烧结炉中进行渗碳烧结；c.渗碳烧结完成后，去除包覆在硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料包覆物；d.在去除硬质合金脱碳制品表面的渗碳混合料包覆物后，对硬质合金脱碳制品进行喷砂处理，去除的渗碳混合料作均匀化处理后另存保管。

专利107142445B介绍了先将制备含碳化物形成元素的硬质合金坯体，再将 Al2O3包覆TiH2的核/壳结构粉末、石墨烯混合行星球磨时均匀混合形成含氢渗碳介质，然后 将多孔生坯放入渗碳介质中并进行紧实，最后进行液相烧结时实现硬质合金表面渗碳。上述两种方法中，由于硬质合金压坯与渗碳介质均是固态接触，尤其是当产品在烧结过程中收缩后，在微观上讲压坯表面与渗碳介质的接触是不均匀的，这样就有可能导致压坯不同部位渗碳的效果出现不均匀现象，同时如果当烧结后期在炉中通入高压气体进行加压烧结时，由于外层固态渗碳物质传递压力时会有损耗，就会影响加压烧结效果。

专利号为CN 108149183 A的专利中介绍了：将硬质合金放入以石墨作为加热体的低压烧结炉中，通入还原性气体、渗碳性气体和惰性气体的混合气体，室温下以2～10℃/分钟的升温速率升温至1000℃，再以2～5℃/分钟的升温速率升温到1300～1400℃，保温30～180分钟进行渗碳处理，然后降温进行扩散处理，最后降温至室温得到表层硬度梯度分布的硬质合金。专利号为CN107267837 B的专利介绍了一种梯度硬质合金的制备方法，通过配制WC-Co粉末；调节WC-Co粉末的碳含量，以亚化学当量计算碳含量上限和下限；加入成型剂；压制成坯；脱除成型剂；真空烧结；渗碳热处理，升温至900~1200℃，对真空烧结体进行渗碳热处理，以脉冲方式通气体；升温至1275~1325℃，进行Co相迁移处理；升温至1380~1450℃，通入Ar气，保持压力为10~20毫巴；压力烧结；快速冷却至1270℃；再从1270℃冷却至室温，出炉得到梯度硬质合金。