CN105039766A - 一种切削刀片用硬质合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种切削刀片用硬质合金及其制备方法。本发明采用将碳化钨粉末和金属钴粉混合后湿磨、干燥并成型，然后压制成0.5mm的硬质合金超薄毛坯，用电磁铁冲头吸起放入到石墨舟皿中进行预烧，最后进行烧结，得到硬质合金。本发明通过上述技术方案能直接制得晶度集中，内部无缺陷，且厚度小于0.5mm的硬质合金成品，有效减少了硬质合金切削刀片制作过程中硬质合金的材料的浪费，节省了宝贵的钨资源。
Description
技术领域
本发明涉及硬质合金领域，尤其涉及一种切削刀片用硬质合金及其制备方法。
背景技术
硬质合金具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀、低膨胀系数以及高化学稳定性等特点，被誉为“工业的牙齿”广泛应用于采矿、机加工等方面。传统的硬质合金一般将原料配制好后进行湿磨、压制，再烧结其中的缺陷，这种方法可以烧结出厚度在0.5mm左右的硬质合金片。然而在实际应用的过程，像眼镜切削刀、微电子切削刀等往往只有0.3mm甚至更薄，制备时需要将硬质合金片再进一步加工磨削，这就造成了巨大的资源浪费。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种切削刀片用硬质合金及其制备方法，旨在解决现有技术只能制备出厚度为0.5mm以上的硬质合金，硬质合金切削刀片制作过程中资源浪费严重的问题。
本发明的技术方案如下：
一种切削刀片用硬质合金的制备方法，其中，包括步骤：
A、将碳化钨粉末和金属钴粉按92：（8~12）的比例混合后，加入研磨剂进行研磨48～96小时，然后将研磨后的混合料干燥2~4小时，并冷却至室温；
B、将冷却后的混合料过筛，然后按每Kg混合料对应90-100mL成型剂的比例将混合料与成型剂混合并搅拌均匀，搅拌均匀后进行烘干并过筛，制得待压制的底料；
C、将待压制的底料加入到模具中，然后将底料压制成厚度为0.5mm的硬质合金毛坯，并用电磁铁冲头吸起硬质合金毛坯放入到石墨舟皿，将石墨舟皿的温度均匀升温至750~850℃后，保温0.8~1.2小时；
D、将步骤C得到的硬质合金毛坯连同石墨舟皿一并放入真空烧结炉中进行程序性升温烧结，制得硬质合金。
所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其中，所述步骤A中，所述研磨剂为无水乙醇溶液，
所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其中，所述研磨剂的添加量为200～300mL/Kg混合料。
所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其中，所述步骤B中，采用80目的筛网进行过筛。
所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其中，所述步骤B中，所述成型剂为2C、SG或SBSA。
所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其中，所述步骤C中，用100吨四柱油压机将底料进行压制。
所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其中，所述步骤C中，将石墨舟皿的温度均匀升温至800℃后，保温1小时。
所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其中，所述步骤C中，所述石墨舟皿上带有V形槽。
所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其中，所述步骤D中，所述程序性升温包括：先用360分钟将真空烧结炉内温度均匀升温至800℃，然后用90分钟均匀升温至1150℃，再用120分钟均匀升温至1300℃，保温60分钟后，用60分钟均匀升温至1400℃，保温60分钟后停电降温。
一种切削刀片用硬质合金，其中，采用如上任一所述的切削刀片用硬质合金的制备方法制备而成。
有益效果：本发明通过将碳化钨粉末和金属钴粉混合后湿磨、干燥并成型，然后压制成0.5mm的超薄硬质合金毛坯，用电磁铁冲头吸起放入到石墨舟皿中进行预烧，最后进行烧结，即可制得晶度集中，内部无缺陷，且厚度小于0.5mm的硬质合金，从而有效减少了硬质合金切削刀片制作过程中硬质合金的材料的浪费，节省了宝贵的钨资源。
具体实施方式
本发明提供一种切削刀片用硬质合金及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开一种切削刀片用硬质合金的制备方法，其包括步骤：
A、将碳化钨粉末和金属钴粉按92：（8~12）的比例混合后，加入研磨剂进行研磨48～96小时，然后将研磨后的混合料干燥2~4小时，并冷却至室温；
B、将冷却后的混合料过筛，然后按每Kg混合料对应90-100mL成型剂的比例将混合料与成型剂混合并搅拌均匀，搅拌均匀后进行烘干并过筛，制得待压制的底料；
C、将待压制的底料加入到模具中，然后将底料压制成厚度为0.5mm的硬质合金毛坯，并用电磁铁冲头吸起硬质合金毛坯放入到石墨舟皿，将石墨舟皿的温度均匀升温至750~850℃后，保温0.8~1.2小时；
D、将步骤C得到的硬质合金毛坯连同石墨舟皿一并放入真空烧结炉中进行程序性升温烧结，制得硬质合金。
本发明通过将碳化钨粉末和金属钴粉混合后湿磨、干燥并成型，然后压制成0.5mm的超薄硬质合金毛坯，用电磁铁冲头吸起放入到石墨舟皿中进行预烧，最后进行烧结，制得硬质合金。本发明采用上述技术方案，通过电磁铁冲头将直接压制成的0.5mm的超薄硬质合金毛坯吸起，然后放入石墨舟皿中进行预烧，再进行程序性烧结，即可制得晶度集中，内部无缺陷，且厚度小于0.5mm的硬质合金成品，从而有效减少了硬质合金切削刀片制作过程中硬质合金的材料的浪费，节省了宝贵的钨资源。
所述步骤A具体为，将碳化钨粉末和金属钴粉按92：（8~12）的比例混合后，倒入到搅拌研磨机中，加入研磨剂进行搅拌研磨48～96小时，然后将研磨后的混合料倒出，经沉淀后转移到双筒振动干燥器内，干燥2~4小时（例如，干燥3小时），并冷却至室温。优选地，所述步骤A中，所述研磨剂为无水乙醇溶液，所述研磨剂的添加量为200～300mL/Kg混合料。
所述步骤B具体为，将冷却后的混合料采用80目的筛网进行过筛，然后按每Kg混合料对应90-100mL成型剂（例如，成型剂为2C、SG或SBSA）的比例将混合料与成型剂混合，混合后加入至搅拌器中搅拌均匀，放入干燥柜中，调整温度110~130℃（例如，调整温度120℃），然后烘干120~240分钟，最后过筛，制得待压制的底料。
所述步骤C具体为，将待压制的底料加入到模具中，用100吨四柱油压机将底料进行压制成超薄硬质合金毛坯，并用电磁铁冲头吸起超薄硬质合金毛坯，平稳地放入到石墨舟皿中，将石墨舟皿的温度在5小时内均匀升温至750~850℃后，保温0.8~1.2小时（例如，均匀升温至800℃后，保温1小时）。本发明将直接压制成的0.5mm厚的超薄硬质合金，采用电磁铁冲头将其吸起，平稳地放入到石墨舟皿中进行预烧，使得超薄的多孔隙的硬质合金毛坯可达到一定的强度，不致于变形。
优选地，所述步骤C中，所述石墨舟皿上带有V形槽，从而可最大限制的控制产品烧结过程中的变形。
所述步骤D具体为，将步骤C得到的硬质合金毛坯连同石墨舟皿一并放入真空烧结炉中进行程序性升温烧结，制得硬质合金。其中，所述程序性升温包括：先用360分钟将真空烧结炉内温度均匀升温至800℃，然后用90分钟均匀升温至1150℃，再用120分钟均匀升温至1300℃，保温60分钟后，用60分钟均匀升温至1400℃，保温60分钟后停电降温。本发明采用上述程序性升温进行烧结，可有效修正硬质合金晶度不均匀，存在孔隙等缺陷，使得制得的产品晶度集中，内部无缺陷，且厚度小于0.5mm，大大节省了硬质合金的原材料，减少了钨资源的浪费。
基于上述方法，本发明还提供一种切削刀片用硬质合金，其采用如上任一所述的切削刀片用硬质合金的制备方法制备而成。通过本发明方法制备成的硬质合金晶度集中，内部无缺陷，且厚度小于0.5mm，有效减少了硬质合金切削刀片制作过程中硬质合金的材料的浪费，节省了宝贵的钨资源。
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
准确称取碳化钨粉末920g和金属钴粉80g倒入到搅拌球磨机中，加入300mL无水乙醇，启动研磨机进行研磨48小时；
将研磨机中的料浆倒出，沉淀200分钟后将沉淀物转移到双筒振动干燥器内，调节温度120℃，干燥2小时，冷却至室温；
将干燥冷却后的混合料通过80目的筛网进行过筛，筛除粒径大于80目的料粒，余下的混合料倒入到搅拌器中，加入100mLSBSA，搅拌均匀，放入干燥柜中，调整温度为120℃，烘干2小时，然后过筛至80目，制得待压制的底料；
将待压制的底料加入到模具中，用100吨四柱油压机将底料压制成0.5mm厚的硬质超薄毛坯；用电磁铁冲头将其吸起，平稳地放入到带有V形槽的石墨舟皿上；将石墨舟皿的温度在5小时内均匀升温至800℃，保温1小时；
将超薄硬质合金毛坯连同石墨舟皿一并放入真空烧结炉，先360分钟将炉内温度均匀加热至800℃，然后用90分钟均匀升温至1150℃，用120分钟均匀升温至1300℃，保温60分钟后，用60分钟均匀升温至1400℃，保温60分钟后停电降温，制得0.98Kg超薄硬质合金。
实施例2
准确称取碳化钨粉末184Kg和金属钴粉20Kg倒入到搅拌研磨机中，加入40L无水乙醇，启动研磨机进行研磨96小时；
将研磨机中的混合料倒出，沉淀300分钟后将沉淀物转移到双筒振动干燥器内，调节温度120℃，干燥3小时，冷却至室温；
将干燥冷却后的混合料通过80目的筛网进行过筛，筛除粒径大于80目的料粒，余下的混合料倒入到搅拌器中，加入180mLSG，搅拌均匀，放入干燥柜中，调整温度为120℃，烘干240分钟，再过筛至80目，得到待压制的底料；
将待压制的底料加入到模具中，用100吨四柱油压机将底料压制成0.5mm厚的超薄硬质合金毛坯；用电磁铁冲头将其吸起，平稳地放入到带有V形槽的石墨舟皿上；将石墨舟皿的温度在5小时内均匀升温至800℃，保温1小时；
将超薄硬质合金毛坯连同石墨舟皿一并放入真空烧结炉，用360分钟将炉内温度均匀加热至800℃，然后用90分钟均匀升温至1150℃，再用120分钟均匀升温至1300℃，保温60分钟后，用60分钟均匀升温至1400℃，保温60分钟后停电降温，制得1.99Kg超薄硬质合金。
实施例3
准确称取碳化钨粉末358Kg和金属钴粉48Kg倒入到搅拌研磨机中，加入104L无水乙醇，启动研磨机进行研磨70小时；
将研磨机中的混合料倒出，沉淀250分钟后将沉淀物转移到双筒振动干燥器内，调节温度120℃，干燥4小时，冷却至室温；
将干燥冷却后的混合料通过80目的筛网进行过筛，筛除粒径大于80目的料粒，余下的混合料倒入到搅拌器中，加入180mLSBSA，搅拌均匀，放入干燥柜中，调整温度为130℃，烘干200分钟，再过筛至80目，得到待压制的底料；
将待压制的底料加入到模具中，用100吨四柱油压机将底料压制成0.5mm厚的超薄硬质合金毛坯；用电磁铁冲头将其吸起，平稳地放入到带有V形槽的石墨舟皿上；将石墨舟皿的温度在5小时内均匀升温至850℃，保温1小时；
将超薄硬质合金毛坯连同石墨舟皿一并放入真空烧结炉，用360分钟将炉内温度均匀加热至800℃，然后用90分钟均匀升温至1150℃，再用120分钟均匀升温至1300℃，保温60分钟后，用60分钟均匀升温至1400℃，保温60分钟后停电降温，制得1.99Kg超薄硬质合金。
综上所述，本发明提供的一种切削刀片用硬质合金及其制备方法，本发明通过将碳化钨粉末和金属钴粉混合后湿磨、干燥并成型，然后压制成0.5mm的硬质合金超薄毛坯，采用电磁铁冲头吸起放入到石墨舟皿中进行预烧，最后进行烧结。通过上述方法，本发明能直接制得晶度集中，内部无缺陷，且厚度小于0.5mm的硬质合金成品，有效减少了硬质合金切削刀片制作过程中硬质合金的材料的浪费，节省了宝贵的钨资源。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种切削刀片用硬质合金的制备方法，其特征在于，包括步骤：
A、将碳化钨粉末和金属钴粉按92：（8~12）的比例混合后，加入研磨剂进行研磨48～96小时，然后将研磨后的混合料干燥2~4小时，并冷却至室温；
B、将冷却后的混合料过筛，然后按每Kg混合料对应90-100mL成型剂的比例将混合料与成型剂混合并搅拌均匀，搅拌均匀后进行烘干并过筛，制得待压制的底料；
C、将待压制的底料加入到模具中，然后将底料压制成厚度为0.5mm的硬质合金毛坯，并用电磁铁冲头吸起硬质合金毛坯放入到石墨舟皿，将石墨舟皿的温度均匀升温至750~850℃后，保温0.8~1.2小时；
D、将步骤C得到的硬质合金毛坯连同石墨舟皿一并放入真空烧结炉中进行程序性升温烧结，制得硬质合金。
2.根据权利要求1所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，所述研磨剂为无水乙醇溶液。
3.根据权利要求2所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其特征在于，所述研磨剂的添加量为200～300mL/Kg混合料。
4.根据权利要求1所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，采用80目的筛网进行过筛。
5.根据权利要求1所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，所述成型剂为2C、SG或SBSA。
6.根据权利要求1所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，用100吨四柱油压机将底料进行压制。
7.根据权利要求1所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，将石墨舟皿的温度均匀升温至800℃后，保温1小时。
8.根据权利要求1所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，所述石墨舟皿上带有V形槽。
9.根据权利要求1所述的切削刀片用硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤D中，所述程序性升温包括：先用360分钟将真空烧结炉内温度均匀升温至800℃，然后用90分钟均匀升温至1150℃，再用120分钟均匀升温至1300℃，保温60分钟后，用60分钟均匀升温至1400℃，保温60分钟后停电降温。
10.一种切削刀片用硬质合金，其特征在于，采用如权利要求1~9任一所述的切削刀片用硬质合金的制备方法制备而成。
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