[发明专利]一种夹心合金棒材及其制造方法

说明书

本发明提供一种夹心合金棒材及其制造方法，包括芯棒和外部空心棒，所述外部空心棒具有中空孔，所述中空孔与所述外部空心棒共轴线，所述中空孔的直径与所述芯棒适配，所述棒芯贯穿且充斥于所述中空孔内；所述芯棒的材质为高碳合金，所述外部空心棒的材质为低碳合金，所述芯棒的直径占所述合金棒材直径的1/3‑2/3。本发明采用两种不同组分的硬质合金分别成型，再将两部分合金结合成一个合金整体，能够在棒材中形成两个不同的具有互补性能的结构区域，还可以根据需要设计不同夹心比例的合金，有利于满足夹心合金棒材的使用要求并扩大其应用范围。

技术领域

本发明涉及成型烧结技术领域，具体地，涉及一种夹心合金棒材及其制造方法。

背景技术

硬质合金是由硬度高但脆性大的WC(碳化钨)相和具有韧性的粘结相Co/Ni组成。WC晶粒度越细，材料的硬度越高，耐磨性越好；Co/Ni含量越大，韧性越好，但是相对应的耐磨性降低。但是常规工艺生产出的硬质合金产品具有整体均匀的微观结构，即使是混晶硬质合金，其合金内外的组织也是相对均匀的。

具有至少两种不同的微观结构区域的硬质合金体在本领域是公知的。例如，公开号为EP0951576A1的专利披露了具有强韧硬质合金品质的芯部和具有更耐磨品质的覆盖层的钻头。但是这种内外不同结构的合金其表层脚薄，对于需要加工处理成刀具的棒材产品来说，太薄的表层可能已经被磨削掉，最后切削刃与芯部还是均匀材质。

公开号为US4843039A的专利披露了一种可选方案，该文献披露了优选用于金属机加工的切削工具的刀片的硬质合金体。这些主体包括一硬质合金芯部，它包含由不具有η相(eta-phase)的硬质合金区域包围的具有η相的硬质合金芯部，而且其在表面中的钴含量较低并且在靠近η相区域的位置处的钴含量较高。此工艺通过在硬质合金内外形成碳势差，从而抑制钴相迁移，从而制备内外钴含量不一致的硬质合金。但是这种方法对碳势的管控非常严格，稍有波动可能造成合金内部存在严重的η相从而影响合金强度，切削加工时出现断刀现象。

公开号为CN1636653A的专利披露了一种具有其粘结相含量较低并且WC晶粒尺寸细小因此耐磨性较高的表面区域的硬质合金刀片及其制造方法。该方法是在成型好的压坯表面添加一层Cr₃C₂，再进行加压烧结，由于抑制剂的作用进一步细化表面合金晶粒度，同时促进钴向内部迁移，形成表面晶粒度更细钴含量更低的高硬度合金组织，内部晶粒度粗一些钴含量更高韧性更好的合金组织。但是这种用抑制剂方式产生的内外合金组织不同的合金，外层合金很难超过3mm。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种夹心合金棒材及其制造方法，通过分开成型的两种不同组分的硬质合金，能够在棒材中形成两个不同的具有互补性能的结构区域，而且还可以根据需要设计不同夹心比例的合金，有利于满足夹心合金棒材的使用要求并扩大其应用范围。

本发明是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，提供一种夹心合金棒材，包括芯棒和外部空心棒，所述外部空心棒具有中空孔，所述中空孔与所述外部空心棒共轴线，所述中空孔的直径与所述芯棒适配，所述棒芯贯穿且充斥于所述中空孔内；所述芯棒的材质为高碳合金，所述外部空心棒的材质为低碳合金，所述芯棒的直径占所述合金棒材直径的1/3-2/3。

优选地，所述芯棒与所述外部空心棒中WC的晶粒度相差0.2-1.0um；所述芯棒中WC的晶粒度为0.8-2.0um，所述外部空心棒中WC的晶粒度为0.2-0.8um。

优选地，所述芯棒和所述外部空心棒均包括钴镍粘结相，所述钴镍粘结相在所述芯棒中的含量比在所述外部空心棒中的含量高1％-5％。

优选地，所述芯棒的相对磁饱和比所述外部空心棒的相对磁饱和高5％-10％。

优选地，所述芯棒不含抑制剂，所述外部空心棒含抑制剂，所述抑制剂为Cr₂C₃、VC和TaC中的至少一种。