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CN101591739B - 一种五元p类硬质合金的制备方法 - Google Patents

一种五元p类硬质合金的制备方法 Download PDF

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吴晓娜
杨明文
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Zhejiang Hengcheng Cemented Carbide Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种五元P类硬质合金的制备方法，所述五元P类硬质合金由下述重量百分含量的组分组成：硬质相碳化钛16％，碳化钽8％，碳化铌6％，钴10％，镧0.006％，余量为硬质相碳化钨；所述制备方法包括下述步骤：将各组分混合后通过倾斜式湿磨机湿磨，湿磨后卸料；通过喷雾干燥入蜡、造粒，自动压机压制成型，真空烧结，回火处理，即得到烧结成品。本发明制备的产品既有很高的抗弯强度、良好的冲击强度、又具有良好的红硬性，使用本发明产品粗加工大型合金锻件，使用时既不打刀，还可以适当提高加工效率，刀具寿命也很长。

Description

一种五元P类硬质合金的制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种五元P类硬质合金的制备方法。
(二)背景技术
大型合金钢锻件如：水电、火电、核电、石油裂化和煤液化等重型装备。由于大型合金锻件粗加工切削加工量大，难加工，是重型装备制造业的瓶颈，重型装备是加工中的瓶颈主要是其下列特点造成的：第一，大型合金钢锻件毛胚铸造完成后需在大型水压机上自由锻造而成，其单件重量在几十吨或上百吨，锻造的精度无法与小型锻件相比，不仅其切削加工余量很大，而且表面凹凸不平，因此大型合金钢锻件切削工作量非常大，第二，大型合金钢锻件在锻造完成后的自然缓慢冷却过程中，由于朝向不同而使表面层硬度不均匀，氧化层也很厚，所以黑皮层特别不利切削加工，第三，大型合金钢锻件的材质一般都是高性能合金钢，切削时不仅切削力非常大，切削热也很高，表层切削时刀尖温度可达800～1000度左右。
现有P类硬质合金是各种钢的切削工具材料，按照国际ISO513：1991标准分为p01p10p20p30p40等5个系列，从P01～P40，其抗弯强度逐渐提高，而硬度和红硬性逐渐降低，从P40～P01，则硬度和红硬性逐渐提高，而抗弯强度则逐渐降低，对于大型刚锻件的粗加工而言，若选用P20类硬质合金刀具加工，虽然红硬性很好但强度不够，一切削就打刀，若选用P40类硬质合金刀具加工，虽然刀具的抗冲击性能很好不打刀，但是由于红硬性不足而刀具磨损非常快，刀具寿命很短，因此只能选用P30类硬质合金刀具，多年来的实践证明，p30刀具在粗加工时也经常打刀，同时红硬性不足寿命也不长。
(三)发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术中硬质合金粗加工大型钢锻件易打刀，效率低和刀具寿命短的问题，而提供一种5元P类硬质合金的制备方法，制备的产品既有很高的抗弯强度和冲击性，又有理想的刀具寿命，同时还可以提高加工效率，从而解决了大型合金钢锻件粗加工的难题和重型机械行业提高效率的瓶颈问题。
一种五元P类硬质合金的制备方法，所述五元P类硬质合金由下述重量百分含量的组分组成：硬质相碳化钛16％，碳化钽8％，碳化铌6％，钴10％，镧0.006％，余量为硬质相碳化钨；
所述制备方法包括下述步骤：将各组分混合后通过倾斜式湿磨机湿磨，湿磨后卸料；通过喷雾干燥入蜡、造粒，自动压机压制成型，真空烧结，回火处理，即得到烧结成品。
优选地，所述湿磨过程中：湿磨时间为60小时，球料比例是5∶1，湿磨介质是无水乙醇。
优选地，所述真空烧结的烧结温度为1480℃，烧结压力为60Mpa。
本发明制备方法得到的五元P类硬质合金物理性能指标如下：比重为9.85g/cm3，硬度HRA为92.5，抗弯强度为2400N/mm2，红硬性：89～91°/800～1000℃，平均粒度为0.6～0.8μ。
本发明制备产品具有优异性能的理论依据如下：
第一：从产品的化学组成设计上保证本发明的优异性能，本发明WC-Tic-TaC-NbC-Co-La五元P类硬质合金的化学组成中，硬质相WC总量在60％左右，粘结相钴为8～12％之间，其余为超细高耐磨耗、高性能材料组成。本发明的各项物理性能指标明显高于市场上的通用牌号。
第二从产品的金相显微组织结构保证发明产品的优异性能，本发明产品金相显微组织中固溶体较粗，所以可使产品有良好的抗冲击性能和使产品有较好的耐热性。从而，采用本发明的硬质合金进行粗加工大型钢锻件时，可以适当提高切削效率，刀具寿命也很长。
本发明制备的产品既有很高的抗弯强度、良好的冲击强度、又具有良好的红硬性，使用本发明产品粗加工大型合金锻件，使用时既不打刀，还可以适当提高加工效率，刀具寿命也很长。
(四)附图说明
图1为本发明制备得到的五元P类硬质合金的金相显微组织结构图。
(五)具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案做进一步地详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
参照图1，一种五元P类硬质合金的制备方法，所述五元P类硬质合金由下述重量百分含量的组分组成：硬质相碳化钛16％，碳化钽8％，碳化铌6％，钴10％，镧0.006％，余量为硬质相碳化钨；
所述制备方法包括下述步骤：将各组分混合后通过倾斜式湿磨机湿磨，湿磨后卸料；通过喷雾干燥入蜡、造粒，自动压机压制成型，真空烧结，回火处理，即得到烧结成品。
所述湿磨过程中：湿磨时间为60小时，球料比例是5∶1，湿磨介质是无水乙醇。所述真空烧结的烧结温度为1480℃，烧结压力为60Mpa。
采用上述方法制得的硬质合金物理性能指标如下表1：
表1
  物理数据Physicaldata   密度Density(g/cm3)         9.85硬度Hardness(HRA)          92.5抗弯强度TRS(N/mm2)         2400
  孔隙度Porosity   A类孔隙      A Porosity    A04B类孔隙      B Porosity    B00非化合碳空隙 C Porosity    C00
  结构Structure WC晶粒度Grain size of WC 0.8μm
  推荐用途 用于粗加工、精加工大型钢锻件

Claims (2)

1.一种五元P类硬质合金的制备方法，其特征在于：所述五元P类硬质合金由下述重量百分含量的组分组成：硬质相碳化钛16％，碳化钽8％，碳化铌6％，钴10％，镧0.006％，余量为硬质相碳化钨；
所述制备方法包括下述步骤：将各组分混合后通过倾斜式湿磨机湿磨，湿磨后卸料；通过喷雾干燥入蜡、造粒，自动压机压制成型，真空烧结，回火处理，即得到烧结成品；所述真空烧结的烧结温度为1480℃，烧结压力为60Mpa。
2.根据权利要求1所述五元P类硬质合金的制备方法，其特征在于：所述湿磨过程中：湿磨时间为60小时，球料比例是5∶1，湿磨介质是无水乙醇。
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国家质量技术监督局.硬质合金牌号第1部分：切削工具用硬质合金牌号.《中华人民共和国国家标准GB/T 18376.1-2001》.2001,第2页. *

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