[发明专利]一种包覆结构硬质合金的制备方法

摘要

一种包覆结构硬质合金的制备方法，包括选择WC-Co系硬质合金作基体材料；选择WC-Co系硬质合金中添加TiN、TiC、Al2O3或添加TiC、TiN的多元合金作包覆材料；通过混炼，制粒，分别获得基体材料喂料及包覆材料喂料；然后，共注射成形将包覆材料喂料、基体材料喂料依次注入到模具型腔中，得到产品坯体；将产品坯体经过溶剂脱脂、热脱脂工艺，脱除粘结剂后进行烧结，得到包覆结构硬质合金产品。本发明方法工艺简单、操作简便、耗时短，壳层与基体的结合性能好，通过选择不同壳层材料及控制共注射工艺参数，可以灵活调节壳层厚度，有效提高机械部件表面机械、物理性能。适于硬质合金包覆结构工件的制备。

主权项

一种包覆结构硬质合金的制备方法，包括以下步骤：第一步：材料的选择基体材料按重量百分比选择Co含量在0.5～40％范围的WC‑Co系硬质合金；包覆材料按重量百分比选择Co含量在0.5～40％范围的WC‑Co系硬质合金中添加TiN、TiC、Al2O3中的一种，或添加TiC、TiN中的一种多元合金；第二步：粘结剂的制备按重量百分比，取石蜡20～40％、聚乙烯20～40％、蜂蜡10～40％、硬脂酸1～10％，在100℃～160℃温度下于混料机中混合0.5～4h；第三步：喂料的制备将基体材料粉末与粘结剂、包覆材料粉末与粘结剂分别于100℃～160℃下，在混料机中进行混炼0.5～4h、制粒，分别获得流动性能良好的基体材料喂料及包覆材料喂料；其中粘结剂与基体材料粉末的体积比为40％～60％，粘结剂与包覆材料粉末的体积比为40％～60％；所述基体材料喂料与包覆材料喂料的粘度比控制在0.2～5∶1；第四步：注射成形利用共注射成形机先将包覆材料喂料注入到模具型腔中，所述包覆材料喂料注入的量为所述模具型腔容积的40％‑75％，然后将基体材料喂料注入模具型腔，所述基体材料喂料注入的量为所述模具型腔容积的60％‑25％，注入的基体材料喂料推动着已经注入的包覆材料喂料继续充填模具型腔，获得成形的产品坯体；注射时，保持所述包覆材料喂料及基体材料喂料的温度为140℃～180℃，注射压力70MPa～115MPa，注射速度2cm3/s～5cm3/s，模具温度40℃～60℃；第五步：脱脂将第四步所得产品坯体先经过溶剂脱除部分粘结剂，然后再经过热脱脂工艺，脱除剩余的粘结剂；所述溶剂为二氯甲烷，所述热脱脂工艺是在氩气气氛中，以0.5℃/min～5℃/min速度加热至230℃～300℃保温0.5～4h，然后以10℃/min～20℃/min的速度加热至800℃～1100℃保温1～3h进行热脱脂；第六步：烧结将第五步脱脂后的产品坯体在真空烧结炉内进行烧结，炉内真空度为10‑110‑3Pa，首先，以2℃/min～8℃/min的升温速率加热至650℃，然后保温0.5‑4h，以10℃/min～20℃/min的升温速率加热至1300℃～1600℃，保温2～8h后随炉冷却至室温。