硬質合金石蠟工藝的控碳方法
2023-04-28 13:12:41
專利名稱：硬質合金石蠟工藝的控碳方法
技術領域：
本發明屬於硬質合金生產領域，特別涉及一種硬質合金石蠟工藝的控碳方法。
背景技術：
碳量控制是保證硬質合金質量的關鍵因素，碳量變化超過一個很小的範圍，就會造成脫碳或滲碳，極大地降低硬質合金材料性能。當發生脫碳時，需要增碳；當發生滲碳時， 需要進行降碳。磁飽和值與碳含量呈正相關關係，因此，硬質合金工藝中，在製得硬質合金後，常通過檢測磁飽和值來檢測硬質合金的碳含量。各牌號的硬質合金設計碳量的磁飽和值一般在91 96%範圍。也就是說，若製得的硬質合金經檢測磁飽和值與設計值的偏差越小，說明其碳量控制的精確度越高，進而能決定材料性能越好。因此，需要通過控碳措施，使這個偏差不超過特定範圍。在現有硬質合金生產中，是在製得混合料後，取樣，按目標牌號進行壓制，燒結，用鈷磁儀測量硬質合金的磁飽和值。若磁飽和值超過設定允許偏差時，則將混合料返回球磨機，在混合料中增加碳黑重新溼磨，以達到增碳的控碳目的；或在混合料中增加鎢粉重新溼磨，以達到降碳的控碳目的。前述傳統控碳方法，工藝複雜，調整周期長，且控碳精度低。由於橡膠殘留物不受控，用橡膠工藝生產硬質合金時的磁飽和值偏差高達士 10%。雖然石蠟工藝控碳精度有所提高，但(磁飽和值的)可控偏差仍較大。用石蠟工藝生產硬質合金時的磁飽和值偏差也只能達士8%，並且同樣存在很難做到一次調整成功、難以避免出現滲碳或脫碳現象的相同問題。總之，硬質合金生產中碳量控制是一個非常困難的問題。尤其是如何進一步提高碳量控制精度從而提高硬質合金材料性能也是一個亟待解決的技術問題。
發明內容
本發明的主要目的是針對現有技術中硬質合金石蠟工藝的控碳困難及控碳精度不夠理想的問題，提供一種能實現精確控碳的硬質合金石蠟工藝的控碳方法。為了實現上述發明目的，本發明採用的技術方案如下硬質合金石蠟工藝的控碳方法，無水酒精為研磨介質，包括如下步驟步驟(一)根據目標牌號配料，按磁飽和值為91 96%設計目標碳量，對石蠟工藝生產的混合料取樣，按目標牌號所需工藝壓制，燒結，製得目標牌號硬質合金，檢測磁飽和值；測得磁飽和值在91 96%時，控碳完成，作為合格混合料供下工序使用；測得磁飽和值小於91%，則依次進行下列步驟步驟(二)混合料取樣，按橡膠質量/混合料質量=0. 01% 0. 4%的比例，向取樣混合料中加入汽油橡膠溶液；步驟(三)對步驟(二)製得的混合料攪拌混勻，制粒，過篩；步驟(四)對步驟(三)製得的混合料取樣，按目標牌號所需工藝壓制，燒結，製得目標牌號硬質合金，檢測磁飽和值；
步驟(五)按步驟(二 )汽油橡膠溶液加入比例向整批混合料中加入汽油橡膠溶液，完成控碳，作為合格混合料供下工序使用。作為優選方案，前述硬質合金石蠟工藝的控碳方法，步驟(二)所述橡膠質量/混合料質量=0. 2 0. 4%。作為進一步優選方案，前述硬質合金石蠟工藝的控碳方法，所述步驟(二)橡膠質量/混合料質量=0.2%。作為優選方案，前述硬質合金石蠟工藝的控碳方法，所述燒結為真空燒結。本發明的技術方案，硬質合金石蠟工藝的控碳方法，步驟(三)及步驟(四)所述的在對整批混合料加入汽油橡膠溶液前先進行取樣、試做，是本領域遵循的生產技術手段， 以避免因錯誤操作而導致整批料的浪費。通過本發明的控碳方法，可一次控碳成功，步驟 (四)取樣混合料測得的磁飽和值可穩定達到91 96%。現行硬質合金生產中，因成型劑橡膠和石蠟的特性差異大，橡膠工藝、石蠟工藝成為兩種互不兼容的選擇。然而，發明人經研究發現，在硬質合金石蠟工藝製得的混合料中， 通過添加少量汽油橡膠溶液，可達到精確控碳的目的。進一步，發明人經篩選研究發現，控制橡膠質量/混合料質量=0. 01% 0. 4%的比例加入汽油橡膠溶液，最終製得的硬質合金的磁飽和度與設計值的誤差可達到士3%。因硬質合金生產過程受多因素影響，設計目標碳量和實際得到的硬質合金碳量存在差異。為達到更精確的控碳目的，發明人研究發現，混合料的配製時，在配料的碳平衡計算中，根據目標牌號配料，並按磁飽和值為91 96%設計目標碳量，實現了物料的「弱缺碳」狀態。在此狀態下按橡膠質量/混合料質量= 0. 01% 0. 4%的比例加入汽油橡膠溶液，能夠進一步提高控碳的精確度，並進一步保證了一次控碳成功，避免了多次反覆調碳。現有技術中，磁飽和值通常作為檢測手段，用於事後檢測硬質合金的碳量；本發明中，發明人利用磁飽和值與碳量的正相關關係，突破性地提出了通過事前設計磁飽和值進行控碳的方法，使本發明的控碳方法更加簡易。通過本發明的控碳方法，不需苛刻的乾燥條件及燒結溫度條件，即可達到提高控碳精確度的效果。本發明中，石蠟及無水酒精的用量為本領域傳統石蠟酒精工藝的常規用量，優選用量為，石蠟的用量為原料粉末1. 8wt%，無水酒精/原料粉末比例為300 350ml/Kg。與現有技術相比，本發明的有益效果是一、本發明的方法實現了精確控碳。本發明的控碳方法，最終製得的硬質合金的磁飽和值與設計值的誤差可控制在士3%以內。 二、本發明的控碳方法操作簡易，不需將混合料重新添加進球磨機進行球磨。根據本發明的工藝條件添加橡膠溶液，即可得到碳量合格的混合料，不需多次反覆控碳。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明的上述發明內容作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於下述實施例。在不脫離本發明上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發明的範圍內。以下各實施例的汽油橡膠溶液，汽油為溶劑，橡膠濃度為10% (重量)。實施例1
目標牌號YG6，硬質相為94wt%WC(總碳為6. 10%,FSSS 2. Oum)，粘結相為6wt% Co (FSSS 1. 5um)，確定設計磁飽和值為93. 5%。石蠟(佔原料粉末1. 8wt% )為成型劑，無水酒精(300ml/kg原料粉末)為研磨介質，根據目標牌號YG6，進行配料，製備混合料。步驟(一)對混合料取樣50g，按目標牌號所需工藝壓制，1450°C真空燒結，製得目標牌號硬質合金，用鈷磁儀檢測磁飽和值，測得值為80% ；步驟(二)混合料稱重1. Okg,按橡膠質量/混合料質量=0. 3 %的比例加入汽油橡膠溶液30g ；步驟(三)步驟(二)製得的混合料攪拌混勻，預製粒，滾動制粒，過60目篩；步驟(四)對步驟(三)製得的混合料取樣50g(質量)，按目標牌號所需工藝壓制，1450°C真空燒結，製得目標牌號硬質合金，用鈷磁儀檢測磁飽和值，測得值為92% ；步驟(五)按橡膠質量/混合料質量=0. 3%的比例，向整批混合料中加入汽油橡膠溶液，控碳完成；攪拌均勻，制粒，過篩，投入下工序大批生產。步驟(五)製得的混合料，用鈷磁儀檢測檢測，磁飽和值為92%。控碳得到的硬質合金磁飽和值與設計磁飽和值的誤差為-1. 5%。實施例2目標牌號YT15，確定設計磁飽和值為95. 5%。硬質相為30wt% WC(總碳6. 10%， FSSS 1. Oum) ,64% WC-TiC (50 50)固熔體，粘結相為 6wt% Co (FSSS2. 5um)。石賭(佔原料粉末1. Swt 為成型劑，無水酒精(310ml/kg原料粉末)為研磨介質，按目標牌號配料， 製備混合料。步驟(一)對混合料取樣50g，按目標牌號所需工藝壓制，1450°C真空燒結，製得目標牌號硬質合金，用鈷磁儀檢測磁飽和值，測得值為85% ；步驟(二)混合料稱重1. 0kg，按橡膠質量/混合料質量=0.4%，加入汽油橡膠溶液40g ；步驟(三)步驟(二)製得的混合料攪拌混勻，預製粒，滾動制粒，過60目篩；步驟(四)對步驟(三)製得的混合料取樣50g，按目標牌號所需工藝壓制， 1450°C真空燒結，製得目標牌號硬質合金，用鈷磁儀檢測磁飽和值，測得值為97% ；步驟(五)按橡膠質量/混合料質量=0. 4%的比例，向整批混合料中加入汽油橡膠溶液，控碳完成；攪拌均勻，制粒，過篩，投入下工序大批生產。步驟(五)製得的混合料，用鈷磁儀檢測，磁飽和值為97%。控碳得到的硬質合金磁飽和值與設計磁飽和值的誤差為+1. 5%。實施例3目標牌號YG6X，確定設計磁飽和值為92.5%。硬質相為93. 5wt % WC (總碳6. 10 % FSSS 1. Oum)和 0. 5wt% TaC (FSSS 1. 5um)，粘結相為 6wt% Co (FSSS1. 5um)。石蠟(佔原料粉末1. 8wt% )為成型劑，無水酒精(320ml/kg原料粉末)為研磨介質，按目標牌號配料，製備混合料。步驟(一)對混合料取樣50g，按目標牌號所需工藝壓制，1420°C真空燒結，製得目標牌號硬質合金，用鈷磁儀檢測磁飽和值，測得值為82% ；步驟(二)混合料稱重1. Okg,按橡膠質量/混合料質量=0. 2 %的比例加入橡膠溶液20g ；
步驟(三)步驟(二)製得的混合料攪拌混勻，預製粒，滾動制粒，過60目篩；步驟(四)對步驟(三)製得的混合料取樣50g，按目標牌號所需工藝壓制， 1420°C真空燒結，製得目標牌號硬質合金，用鈷磁儀檢測磁飽和值，測得值為91% ；步驟(五)按橡膠質量/混合料質量=0. 2%的比例，向整批混合料中加入汽油橡膠溶液，控碳完成；攪拌均勻，制粒，過篩，投入下工序大批生產。步驟(五)製得的混合料，用鈷磁儀檢測，磁飽和值為91 %。控碳得到的硬質合金磁飽和值與設計磁飽和值的誤差為-1. 5%。實施例4目標牌號YG8，確定設計磁飽和值為93. 5%。硬質相為92wt% WC(總碳6. 10% FSSS 2. Oum)，粘結相為8wt% Co (FSSS 1. 5um)。石蠟(佔原料粉末1. 8wt% )為成型劑，無水酒精(300ml/kg原料粉末)為研磨介質，按目標牌號配料，製備混合料。步驟(一)對混合料取樣50g，按目標牌號所需工藝壓制，1450°C真空燒結，製得目標牌號硬質合金，用鈷磁儀檢測磁飽和值，測得值為85% ；步驟(二)混合料稱重1. Okg,按橡膠質量/混合料質量=0. 05 %的比例加入橡膠溶液5g ；步驟(三)步驟(二)製得的混合料攪拌混勻，預製粒，滾動制粒，過60目篩；步驟(四)對步驟(三)製得的混合料取樣50g，按目標牌號所需工藝壓制， 1450°C真空燒結，製得目標牌號硬質合金，用鈷磁儀檢測磁飽和值，測得值為93% ；步驟(五)按橡膠質量/混合料質量=0. 05%的比例，向整批混合料中加入汽油橡膠溶液，控碳成功；攪拌均勻，制粒，過篩，投入下工序大批生產。步驟(五)製得的混合料，用鈷磁儀檢測檢測，磁飽和值為93%。控碳得到的硬質合金磁飽和值與設計磁飽和值的誤差為-0. 5%。
權利要求
1.硬質合金石蠟工藝的控碳方法，無水酒精為研磨介質，其特徵在於，包括如下步驟 步驟(一)根據目標牌號配料，按磁飽和值為91 96%設計目標碳量，對石蠟工藝生產的混合料取樣，按目標牌號所需工藝壓制，燒結，製得目標牌號硬質合金，檢測磁飽和值; 測得磁飽和值在91 96%時，控碳完成，作為合格混合料供下工序使用；測得磁飽和值小於91 %，則依次進行下列步驟步驟(二)混合料取樣，按橡膠質量/混合料質量=0.01% 0.4%的比例，向取樣混合料中加入汽油橡膠溶液；步驟(三)對步驟(二)製得的混合料攪拌混勻，制粒，過篩； 步驟(四)對步驟(三)製得的混合料取樣，按目標牌號所需工藝壓制，燒結，製得目標牌號硬質合金，檢測磁飽和值；步驟(五)按步驟(二)汽油橡膠溶液加入比例向整批混合料中加入汽油橡膠溶液， 完成控碳，作為合格混合料供下工序使用。
2.根據權利要求1所述的硬質合金石蠟工藝的控碳方法，其特徵在於，步驟(二)所述橡膠質量/混合料質量=0. 2 0. 4%。
3.根據權利要求2所述的硬質合金石蠟工藝的控碳方法，其特徵在於，步驟(二)所述橡膠質量/混合料質量=0. 2%。
4.根據權利要求1所述的硬質合金石蠟工藝的控碳方法，其特徵在於，所述燒結為真空燒結。
全文摘要
本發明涉及硬質合金生產領域。本發明公開了硬質合金石蠟工藝的精確控碳方法，無水酒精為研磨介質，通過在配料時控制設計目標碳量；取樣壓制、燒結，檢測磁飽和值；根據檢測結果，通過精確加入汽油橡膠溶液，再取樣壓制、燒結，檢測磁飽和值；按相同比例向整批混合料中加入汽油橡膠溶液，實現控碳。本發明的控碳方法，操作簡易，控碳精度高。
文檔編號C22C1/05GK102296197SQ201110230878
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月12日 優先權日2011年8月12日
發明者彭紹雨, 汪建昌 申請人:成都西頓硬質合金有限公司