CN103014602A

CN103014602A - 用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法

Info

Publication number: CN103014602A
Application number: CN2012105420804A
Authority: CN
Inventors: 张少华; 徐纯芳; 陆庆忠; 余立新
Original assignee: SUZHOU XINRUI ALLOY TOOL CO Ltd
Current assignee: SUZHOU XINRUI ALLOY TOOL CO Ltd
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明涉及用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，将存在缺碳缺陷的硬质合金制品在有机溶剂的浸湿下加入重量比为1%~10%的有机树脂，或，将重量比为1%~10%的有机树脂先在有机溶剂中溶解后再涂敷在存在缺碳缺陷的硬质合金制品表面，有机树脂均匀粘附在硬质合金制品表面；然后，装入石墨舟中，在烧结炉中于1200℃~1800℃进行热处理，热处理时间为4h~24h，通过高温加热使树脂裂解生成活性炭，生成的活性炭在高温下扩散到硬质合金制品缺碳部位，使缺碳相分解，消除缺碳缺陷。有效的解决硬质合金制品的缺碳缺陷问题，工艺简单、操作简便。

Description

用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法

技术领域

本发明涉及用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，适用于石油开采、地质勘探、凿岩、掘煤、矿山开采用硬质合金柱齿、基片等硬质合金制品的缺碳缺陷修复。

背景技术

硬质合金是工业上应用的除金刚石以外硬度最高、耐磨性最好的材料之一，一般由2%~30%(重量百分比)起粘结作用的Co粉、作为耐磨的硬质相WC粉和起成形作用的石蜡或橡胶成形剂混合、成形后烧结而成。然而，在现实生产中由于去除石蜡或橡胶成形剂时不易控制，尤其对于2%~10%Co的低钴WC-Co硬质合金，WC-γ两相区较窄，存在碳平衡较难控制的问题，容易出现渗碳、缺碳缺陷，尤其是缺碳缺陷，将严重降低材料的力学性能，导致硬质合金零件出现断裂、崩裂、破碎、剥落而提早失效，降低工件使用寿命。另一方面，将缺碳产品报废处理，则浪费了生产成本，影响生产效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，旨在消除已烧结后硬质合金制品存在的缺碳缺陷。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，特点是：将存在缺碳缺陷的硬质合金制品在有机溶剂的浸湿下加入重量比为1%~10%的有机树脂，或者，将重量比为1%~10%的有机树脂先在有机溶剂中溶解后再涂敷在存在缺碳缺陷的硬质合金制品表面，有机树脂均匀粘附在硬质合金制品表面；然后，装入石墨舟中，在烧结炉中于1200℃~1800℃进行热处理，热处理时间为4h~24h，通过高温加热使树脂裂解生成活性炭，生成的活性炭在高温下扩散到硬质合金制品缺碳部位，使缺碳相分解，从而消除缺碳缺陷。

进一步地，上述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，所述硬质合金是WC-Co、WC-TiC-Co，或者用TiC、Ti(C,N)代替或部分代替硬质相WC，Ni、Fe代替或部分代替粘结相Co的陶瓷类硬质合金。

更进一步地，上述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，所述硬质合金制品，其钴的重量百分比含量为2%~30%，制品单重在5g~1000g，或粒度为2目~300目。

更进一步地，上述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，所述有机树脂是酚醛树脂或松香树脂，优选粒度为-200目的酚醛树脂。

再进一步地，上述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，所述有机溶剂是酒精、汽油、丙酮中一种或几种的混合物，纯度为99%分析纯级。

再进一步地，上述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，所述烧结炉为真空炉或压力烧结炉，真空炉的真空度在10～1000Pa，压力烧结炉的烧结压力在2~10MPa。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明将存在缺碳缺陷的硬质合金制品包覆一层树脂，通过二次高温烧结，使树脂裂解生成活性炭，生成的活性炭在高温下扩散到硬质合金制品缺碳部位，促使缺碳相分解，从而达到消除缺碳缺陷的目的。为批量生产的存在缺碳缺陷的硬质合金制品提供了一种消除缺碳缺陷的处理方法，工艺简单、操作简便，经济效益显著。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：存在缺碳缺陷的YG09牌号某合金柱齿金相照片；

图2：本发明处理后的YG09牌号某合金柱齿金相照片。

具体实施方式

研发一种用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的新技术，通过将树脂粉粘附在存在缺碳缺陷的硬质合金制品表面，通过二次烧结使硬质合金制品组织恢复正常。

具体工艺是：将存在缺碳缺陷的硬质合金制品在有机溶剂的浸湿下加入重量比为1%~10%的有机树脂，或者，将重量比为1%~10%的有机树脂先在有机溶剂中溶解后再涂敷在存在缺碳缺陷的硬质合金制品表面，使树脂均匀粘附在硬质合金制品表面，装入石墨舟中，使用1200℃~1800℃、处理时间为4-24h、真空烧结，或2MPa以上的压力烧结工艺再次烧结；通过高温加热使树脂裂解生成活性炭，生成的活性炭在高温下扩散到硬质合金制品缺碳部位，促使缺碳相分解，从而达到消除缺碳缺陷的目的。硬质合金制品钴的重量百分比含量为2%~30%，制品单重在5g~1000g，其中烧结碳化钨粒度为2目~300目。有机树脂为酚醛树脂或松香树脂，优选酚醛树脂，粒度为-200目。有机溶剂为酒精、汽油、丙酮中一种或几种的混合溶液，纯度为99%分析纯级。

实施例1：

选用牌号为YG09，存在缺碳缺陷的某合金柱齿产品（金相照片如图1，黑点即为缺碳组织η相），单重为93g，使用丙酮将其表面进行浸湿，然后按缺陷废品总重量的8%称取松香树脂粉，充分均匀涂敷在合金柱齿表面，厚度为30～100μm。待丙酮挥发后，松香树脂牢固粘附在合金柱齿表面上，然后放入压力烧结炉中，烧结压力为9MPa，升温到1800℃，保温20h，松香树脂在真空高温下裂解，利用松香树脂在高温下的裂解生成活性炭，在高温下扩散到合金柱齿缺碳部位，促使缺碳相分解，从而消除缺碳缺陷。

经过处理的缺碳缺陷的合金柱齿进行金相观察，未发现缺碳组织（金相照片如图2）。

实施例2：

选用15～100目存在缺碳缺陷的球形烧结碳化钨，钴含量4%，再按烧结碳化钨总重量的2%称取酚醛树脂粉，两者在混料器中混合60分钟，使之混合均匀。之后，喷洒酒精使树脂润湿，将树脂均匀涂敷在球形烧结碳化钨粒子表面，厚度为10～30μm。待酒精挥发，树脂牢固粘附在球形烧结碳化钨表面上之后，将粘有树脂的球形烧结碳化钨粒子放入真空烧结炉中，真空度为50Pa，升温到1300℃，保温6h，酚醛树脂在高温下裂解，利用酚醛树脂在高温下的裂解生成活性炭，生成的活性炭在高温下扩散到球形烧结碳化钨缺碳部位，促使缺碳相分解，从而消除缺碳缺陷。

经过处理的缺碳缺陷的球形烧结碳化钨粒子进行金相观察，未发现缺碳组织。

本发明通过在存在缺碳缺陷的硬质合金制品表面通过酚醛树脂高温裂解残碳提供碳源的方法，经过高温高压裂解生成的活性炭扩散到硬质合金制品缺碳部位，促使缺碳相分解，从而消除缺碳缺陷，避免了存在缺碳缺陷的硬质合金制品出现断裂、崩裂、破碎、剥落而提早失效，延长工件使用寿命，避免将缺碳产品报废，提高生产效益。此方法值得在业内广泛推广应用。

需要理解到的是：上述说明并非是对本发明的限制，在本发明构思范围内，所进行的添加、变换、替换等，也应属于本发明的保护范围。

Claims

1.用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，其特征在于：将存在缺碳缺陷的硬质合金制品在有机溶剂的浸湿下加入重量比为1%~10%的有机树脂，或者，将重量比为1%~10%的有机树脂先在有机溶剂中溶解后再涂敷在存在缺碳缺陷的硬质合金制品表面，有机树脂均匀粘附在硬质合金制品表面；然后，装入石墨舟中，在烧结炉中于1200℃~1800℃进行热处理，热处理时间为4h~24h，通过高温加热使树脂裂解生成活性炭，生成的活性炭在高温下扩散到硬质合金制品缺碳部位，使缺碳相分解，消除缺碳缺陷。

2.根据权利要求1所述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，其特征在于：所述硬质合金是WC-Co或WC-TiC-Co。

3.根据权利要求1所述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，其特征在于：所述硬质合金制品，其钴的重量百分比含量为2%~30%，制品单重在5g~1000g，或粒度为2目~300目。

4.根据权利要求1所述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，其特征在于：所述有机树脂是酚醛树脂或松香树脂。

5.根据权利要求4所述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，其特征在于：所述有机树脂是粒度为-200目的酚醛树脂。

6.根据权利要求1所述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，其特征在于：所述有机溶剂是酒精、汽油、丙酮中一种或几种的混合物，纯度为99%分析纯级。

7.根据权利要求1所述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，其特征在于：所述烧结炉为真空炉或压力烧结炉。

8.根据权利要求7所述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，其特征在于：所述真空炉的真空度在10～1000Pa。

9.根据权利要求7所述的用于消除硬质合金制品缺碳缺陷的处理方法，其特征在于：所述压力烧结炉的烧结压力在2~10MPa。