[发明专利]可用于制作碳化钨粉末金相样品的快速渗铜炉

说明书

本发明涉及材料制备技术领域，具体为可用于制作碳化钨粉末金相样品的快速渗铜炉。包括渗铜炉，所述渗铜炉包括炉体、放置架、导向组件、控制系统、加热系统、炉管，所述放置架贯穿炉体，所述放置架上设有第一放置点、第二放置点，所述炉体与导向组件之间滑动连接，所述炉管上设有第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门，所述第一阀门、第二阀门分别与氮气、氢气相连接，所述渗铜炉两端设有炉门。本发明的目的在于提供可用于制作碳化钨粉末金相样品的快速渗铜炉，可以实现不间断制作碳化钨粉末渗铜样品，实现快速制样检测，一个制样时间控制在2小时以内，相比以前的制样需要24小时，提高了效率。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，具体为可用于制作碳化钨粉末金相样品的快速渗铜炉。

背景技术

硬质合金是以高硬度难熔金属碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)为主要硬质基体，以钴(Co)或镍(Ni)等为粘结剂，烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和高耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度，使得其成为加工其它各种工程材料和采掘各种自然资源的重要工具材料，被誉为“工业牙齿”。

根据不同用途，硬质合金需采用不同粒度的原料WC生产，因为硬质合金的硬度主要取决于钴含量和WC晶粒度。随着钴含量的增加或WC晶粒度的增加，硬质合金的硬度下降，反之则硬度升高。精加工切削硬质合金刀具采用超细-细晶颗粒WC，粗加工合金刀具采用中晶颗粒WC；矿山工具：如果岩石硬度高，冲击负荷大，采用粗晶颗粒WC，岩石冲击小、冲击负荷小采用中晶颗粒WC做原料；耐磨零件：当强调其耐磨性、抗压和表面光洁度时，采用超细-细、中晶颗粒WC做原料，耐冲击工具采用中、粗晶颗粒WC原料为主。依据ISO 4499标准，碳化钨晶粒粒度在0.2-1.3μm可称为超细-细晶颗粒，1.3-2.5μm是中晶颗粒，2.5μm以上为粗-超粗晶颗粒。

超细、细晶硬质合金中极少量的粗大晶粒(粗大晶粒是指其粒径大于硬质合金平均晶粒粒径5倍的晶粒)，会大幅度降低硬质合金的使用寿命。粗大晶粒的含量极少，如在超细晶硬质合金中，通常在一百万至一千万个晶粒中存在一个粗大的晶粒，就会明显的劣化合金性能，降低合金的使用寿命。因此，WC粉末生产企业竭尽所能调整和控制工艺，避免WC粉末中出现粗大颗粒；硬质合金生产企业努力检测所使用的WC原料，避免使用含有粗大颗粒的WC粉末生产硬质合金。

目前测试粉末粒度方法主要有：透气法即费歇尔粒度仪法(FSSS)、比表面法(BET)、激光粒度分析法、筛分法、扫描电子显微镜法(SEM)、沉降法等。FSSS和BET用于检测WC粉末的平均粒度；激光粒度分析法、筛分法、SEM、沉降法等是目前常用检测粉末粒度分布的方法，但是根据专利申请人的研究经验，上述方法不能检测出粉末中极少量粗大颗粒。专利申请人曾尝试使用SEM直接观察粉末样品中的粗大颗粒，实际操作中发现：SEM直接观察粉末样品时，因粉末样品不平，通常大颗粒掩埋在众多的细粉末中，粗大颗粒与正常细粉颗粒对比不明显。当粗大颗粒含量极少时，工作量极大，费时长，不具可操作性。

检测碳化钨粉末中的夹粗，可使用渗铜金相法制样：将WC粉和铜粉搅拌均匀，压制成型后在1080～1200℃渗铜，然后抛光制成金相试样。该方法利用W-Cu，C-Cu在2000℃以下几乎不固溶的特点，在加热渗铜过程中，WC晶粒不会长大，且铜在毛细管力的作用下，会填充在WC粉末孔隙中，从而固定WC颗粒，方便金相制样；为了增加铜的浸润性能，通常需要用氢气保护。试样抛光后，在常见的金相显微镜下观察，可以快速确认碳化钨粉末样品中是否有夹粗。目前在渗铜过程中，采用传统管式渗铜炉，有明显的不足：试样渗铜和冷却周期长，加热和冷却试样时间超过了12小时；传统的管式炉是批次性的，只有当炉子完全冷下来，才可以取出样品，放入新的样品，然后重新加热，导致一个班只能制作1批次的样品。

发明内容

解决的技术问题