一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金的製作方法

2023-12-11 10:18:47 1

專利名稱：一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種硬質合金材質，特別涉及一種需要進行焊接加工的球齒釺頭用硬 質合金材質。
背景技術：
硬質合金材質的釺頭齒需要固定在釺頭褲體上以加工成為採掘加工工具，如球齒 釺頭，通常它是將硬質合金齒通過焊接方式固定於鋼質的基體上，這種硬質合金齒的材質 一般是Co含量為6wt% 8wt%、餘量為碳化鎢(WC)的中粗顆粒硬質合金。在加工焊接 時，硬質合金材質的齒被加熱，其溫度一般高達900°C 1000°C，這就要求硬質合金具有 良好的抗熱衝擊性，確保在焊接過程中硬質合金齒不會出現破裂，同時焊接過程不可避免 會使硬質合金齒的內部組織受到損傷，硬質合金齒的韌性也會有不同程度的下降，在使用 過程中容易出現斷齒現象，通常的做法是改變硬質合金齒的合金成份以提高韌性，如提高 鈷含量或增加WC晶粒度，這種方法會導致硬質合金齒的硬度即耐磨性下降，同樣也會影 響使用性能和球齒的整體壽命。因此如何有效地協調硬質合金的耐磨性和韌性，滿足焊 接球齒釺頭的使用要求，是本領域的技術人員正在探索的難題。專利號為ZL03124860.8、 ZL03124861. 6、ZL200310120819. 3、ZL200310120820. 6 的中國專利分別介紹了採用一定比 例的(20 30) μ m和一定比例的(1. 2 1. 8) μ m的WC混合與一定含量的Co搭配生產的 合金，該合金由於粗細WC粒徑差別太大，合金組織中的WC晶粒相差懸殊，且在燒結過程中 (1. 2 1. 8) μ mffC活性遠遠大於20 30 μ mffC,會優先溶解在鈷相中並在粗晶WC上沉澱 析出，使得粗晶WC往往會成長為夾粗晶粒，從而成為斷裂源，因此工藝控制難度大，且由於 該合金總的來說晶粒偏粗，耐磨性較差，不適於生產焊接球齒釺頭所用的硬質合金。綜上所述，現有技術中的焊接用球齒釺頭用硬質合金需進一步改進。

發明內容
本發明目的在於提供一種適於焊接的球齒釺頭用硬質合金，它可使硬質合金球齒 具有良好的韌性和硬度，保證硬質合金球齒在經過焊接加工後，仍能保持產品標準所要求 的硬度和耐磨性。本發明的技術方案為一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，其特徵在於它由下述重量百分比的 組分原料製備而成6% 8% Co，餘量為WC及不可避免的雜質。作為對本發明的進一步改進，所述的WC包括粗顆粒WC粉和細顆粒WC粉，所述的 粗顆粒WC粉的粒度範圍為10 15 μ m，所述的細顆粒WC粉的粒度範圍為2. 0 3. 0 μ m， 所述的粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉的重量比為4 1-3 2。作為對本發明的進一步改進，它還包括重量百分比為0. 2 0. 8%的TaC。作為對本發明的進一步改進，它由下述重量百分比的組分原料製備而成8% Co, 0. 5%的TaC，餘量為WC及不可避免的雜質，所述的WC包括粗顆粒WC粉和細顆粒WC粉，所述的粗顆粒WC粉的粒度範圍為13. 8 μ m,所述的細顆粒WC粉的粒度範圍為2. 0 μ m，所述的 粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉的重量比為3 2。本發明的有益效果在於本發明由於採用了兩種不同粒徑的WC作為原料，使合金組織中的WC晶粒為非均 勻結構，由於合金組織中的粗細WC交錯搭配，使WC與WC晶粒之間填充的鈷相層變薄，分布 也更加均勻，減少了合金中產生「鈷池」缺陷的機率。同時由於兩種粒度的WC粒度差別並 不太大，在燒結時兩者活性也相差不大，故合金中不會出現異常粗大的WC晶粒，從而降低 了在合金中形成新的斷裂源的可能性，由於斷裂源的減少，使合金的韌性得以提高。而且由 於鈷相層變薄，WC-Co相的界面增多，界面較多的晶格畸變及位錯增加了合金的硬度，使合 金的耐磨性提高。由於該合金韌性得到提高，抗熱衝擊能力增強，在焊接過程中不會出現開 裂的情況，同時在韌性相同的情況下，該合金比普通合金的硬度有明顯的提高，產品的耐磨 性也有明顯的改善，從而能夠滿足焊接球齒釺頭用合金的使用要求。當合金中添加0. 2 0. 8wt% TaC後，由於TaC的對合金中鈷相產生固溶強化的作 用，合金的硬度(HRa)能進一步提高0. 3-0. 5左右，耐磨性也會進一步增強。
具體實施例方式實施例1 一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，它由下述組分製備而成8% Co，餘 量為WC及不可避免的雜質，WC包括粗顆粒WC粉和細顆粒WC粉，粗顆粒WC粉的粒度為 11.5 μ m，細顆粒WC粉的粒度為2.0 μ m，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉的重量比為7 3。其生產方法是將粗細兩種不同的WC粉與的Co粉按常規方法進行配料，溼磨24 小時後卸料，經乾燥、摻成型劑、制粒、壓製成型、脫成型劑、燒結製成硬質合金。作為對比， 將單一 11.5ymWC粉(簡稱單一粗粉，下同)和單一 2. OymWC粉(簡稱單一細粉，下同) 分別與8wt% Co粉按上述相同的工藝製成硬質合金，並將三種合金以及某現有技術的性能 進行對比，結果如下實施例2:一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，它由下述組分製備而成8% Co，餘 量為WC及不可避免的雜質，WC包括粗顆粒WC粉和細顆粒WC粉，粗顆粒WC粉的粒度為 14. 5 μ m，細 顆粒WC粉的粒度為2. 0 μ m，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉的重量比為3 2。WC粉與Swt %的Co粉按常規方法進行配料，溼磨24小時後卸料，經乾燥、摻成型劑、制粒、壓製成 型、脫成型劑、燒結製成硬質合金。作為對比，將單一 14. 5 μ mffC粉和單一 2. 0 μ mffC分別與 8wt% Co粉按上述相同的工藝製成硬質合金。將三種合金性能進行對比，結果如下
實施例3:一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，它由下述組分製備而成8% Co，餘 量為WC及不可避免的雜質，WC包括粗顆粒WC粉和細顆粒WC粉，粗顆粒WC粉的粒度為 10. 2 μ m，細顆粒WC粉的粒度為3.0 μ m，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉的重量比為4 1。WC 粉與8襯％的Co粉按常規方法進行配料，溼磨24小時後卸料，經乾燥、摻成型劑、制粒、壓 製成型、脫成型劑、燒結製成硬質合金。作為對比，將單一 10. 2 μ mffC粉和單一 3. 0 μ mffC分 別與8wt% Co粉按上述相同的工藝製成硬質合金。將三種合金性能進行對比如下，結果如 下 實施例4 一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，它由下述組分製備而成8% Co, 0. 5wt% TaC,餘量為WC及不可避免的雜質，WC粉包括12. 8 μ m粗顆粒WC粉和2. 2 μ m細顆 粒WC粉，粗細兩種不同的WC粉的重量比7 3，WC粉與8襯％的&)粉、0. 5wt% TaC按常 規方法進行配料，溼磨24小時後卸料，經乾燥、摻成型劑、制粒、壓製成型、脫成型劑、燒結 製成硬質合金。作為對比，將單一 11 μ mWC粉與8wt% Co粉、0. 5wt% TaC按相同的工藝制 成硬質合金，將三種合金性能進行對比，結果如下 實施例5 一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，它由下述組分製備而成8% Co, 0. 5wt% TaC,餘量為WC及不可避免的雜質，WC包括13. 8 μ m粗顆粒WC粉和2. 0 μ m細顆 粒WC粉，粗細兩種不同的WC粉的重量比為3 2，WC粉與8襯％的(0粉、0. 5wt% TaC按 常規方法進行配料，溼磨24小時後卸料，經乾燥、摻成型劑、制粒、壓製成型、脫成型劑、燒 結製成硬質合金。作為對比，將單一 13. SymWC粉和單一 2. Oym WC分別與8wt% Co粉、 0. 5wt% TaC按相同的工藝製成硬質合金，將三種合金性能進行對比，結果如下 實施例6 一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，它由下述組分製備而成8% Co, 0. 3wt% TaC,餘量為WC及不可避免的雜質。WC包括13. 5 μ m粗顆粒WC粉和2. 2 μ m細顆 粒WC粉，粗細兩種不同的WC粉的重量比為3 2，WC粉與8襯％的(0粉、0. 3wt% TaC按 常規方法進行配料，溼磨24小時後卸料，經乾燥、摻成型劑、制粒、壓製成型、脫成型劑、燒 結製成硬質合金。作為對比，將單一 13. SymWC粉和單一 2. 2μπι WC分別與8wt% Co粉、 0. 3wt% TaC按相同的工藝製成硬質合金。將三種合金性能進行對比，結果如下 實施例7 一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，它由下述組分製備而成8% Co, 0. 7wt% TaC,餘量為WC及不可避免的雜質。WC包括12. 5 μ m粗顆粒WC粉和2. 0 μ m細顆 粒WC粉，粗細兩種不同的WC粉的重量比為7 3，WC粉與8襯％的(0粉、0. 7wt% TaC按 常規方法進行配料，溼磨24小時後卸料，經乾燥、摻成型劑、制粒、壓製成型、脫成型劑、燒 結製成硬質合金。作為對比，將單一 12. SymWC粉和單一 2. Oym WC分別與8wt% Co粉、 實施例8 一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，它由下述組分製備而成6% Co，餘量 為WC及不可避免的雜質。WC包括10. 5 μ m粗顆粒WC粉和2. 0 μ m細顆粒WC粉，粗細兩種 不同的WC粉的重量比為7 3，WC粉與6襯％的Co粉按常規方法進行配料，溼磨24小時 後卸料，經乾燥、摻成型劑、制粒、壓製成型、脫成型劑、燒結製成硬質合金。作為對比，將單 -10. 5 μ mffC粉和單一 2. 0 μ m WC分別與6wt% Co粉按相同的工藝製成硬質合金。將三種 合金性能進行對比，結果如下
權利要求
一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，其特徵在於它由下述重量百分比的組分原料製備而成6％～8％Co，餘量為WC及不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，其特徵在於所述的 WC包括粗顆粒WC粉和細顆粒WC粉，所述的粗顆粒WC粉的粒度範圍為10 15 μ m,所述的 細顆粒WC粉的粒度範圍為2. 0 3. 0 μ m，所述的粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉的重量比為 4:1-3: 2。
3.根據權利要求1或2所述的適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，其特徵在於它 還包括重量百分比為0. 2 0. 8%的TaC。
4.根據權利要求3所述的適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，其特徵在於它由下 述重量百分比的組分原料製備而成8% Co，0. 5%的TaC，餘量為WC及不可避免的雜質，所 述的WC包括粗顆粒WC粉和細顆粒WC粉，所述的粗顆粒WC粉的粒度範圍為13. 8 μ m,所述 的細顆粒WC粉的粒度範圍為2.0μπι，所述的粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉的重量比為3 2。
全文摘要
本發明公開了一種適於焊接加工的球齒釺頭用硬質合金，它由下述重量百分比的組分原料製備而成6％～8％Co，餘量為WC及不可避免的雜質。所述的WC包括粗顆粒WC粉和細顆粒WC粉，所述的粗顆粒WC粉的粒度範圍為10～15μm，所述的細顆粒WC粉的粒度範圍為2.0～3.0μm，所述的粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉的重量比為4∶1-3∶2。本發明由於採用了兩種不同粒徑的WC作為原料，使合金組織中的WC晶粒為非均勻結構，合金組織中粗細WC交錯搭配，使WC與WC晶粒之間填充的鈷相層變薄，分布也更加均勻，減少了合金中產生「鈷池」缺陷的機率。採用本發明可有效地協調硬質合金的耐磨性和韌性，從而滿足焊接球齒釺頭的使用要求。
文檔編號C22C29/08GK101880809SQ201010195748
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月9日 優先權日2010年6月9日
發明者吳建國, 張國順, 李霞, 蔡球 申請人:株洲肯特硬質合金有限公司