CN107937861A - 一种硬质合金补碳方法 - Google Patents

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张旭辉
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
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Abstract

本发明属于材料处理技术领域，具体涉及一种硬质合金补碳方法，包括以下步骤：将硬质合金放入真空炉内加热至1350℃，保温30min；在真空炉内通入甲烷气体，将硬质合金加热至1360‑1380℃，保温30‑60min，即完成。本发明采用甲烷作为补碳介质，其补碳均匀性更佳；同时本发明采用甲烷作为补碳介质，补碳后炉膛及料盒甚至是真空管道等均不会有残留污染，不需要清理，可直接进行下一炉产品的烧结。

Description

一种硬质合金补碳方法
技术领域
本发明属于材料处理技术领域，具体涉及一种硬质合金补碳方法。
背景技术
硬质合金生产过程中由于碳量波动、烧结设备异常、脱蜡工艺不当等时常导致合金钴磁性能低的情况，对产品性能和产品产生较大影响。而硬质合金钴磁性能指标是烧结工序质量控制的核心之一，钴磁的高低直接反应合金中碳含量的高低，碳含量又控制着合金主要成分中粘结相的成分组成和相结构，对合金的强度性能有着重要影响，是合金使用性能好坏的重要参考依据。烧结在钴磁控制上常出现的不合格类型为钴磁低，对于钴磁低的产品常采用的返处理措施为返烧，其原理为在出现一定数量液相的条件下，将合金置于渗碳性环境中，发生物理化学反应，达到补碳的目的，从而提高合金的钴磁值。目前补碳方法就是传统的填料－氢气工艺，即配制一定碳含量的氧化铝填料，将待返处理合金埋入该填料之中，然后在三带马弗炉中通氢烧结，达到补碳目的。
但是此种方法受设备、操作、工艺等影响较大，生产上有诸多不便。主要表现在：1、填料的配制准确性较差：配制过程中需要将密度较小的石墨粉和密度偏大的刚玉粉充分混合均匀，不便于配制。2、所使用的三带马弗炉为早期生产硬质合金使用的炉型，属于已经基本淘汰的烧结设备，设备上受限制较大。3、操作上需要将待处理合金埋入填料之中，并在烧结过程中连续推舟处理，操作上极不方便。4烧结产品性能均匀性较差。
中国发明专利CN201510631588.5公开了一种硬质合金补碳的方法，包括以下步骤：将硬质合金表面或者舟皿上刷一层丁纳橡胶液，然后放入抽真空的烧结炉内，通入0.15～0.25MPa氩气，加热到1380~1450℃，烧结1-2小时，即得。本发明通过在硬质合金表面涂刷一层丁纳橡胶液，再次进行烧结，使得胶裂解产生活性碳，当出现液相后产品，这些活性碳融入合金使得原脱碳相分解，最终使得产品钴磁提高，本方法操作简单可靠，利用现有设备即可，能有效的提高原产品的钴磁值。
期刊《硬质合金》第20卷第4期于2013年12月刊登了《硬质合金气氛烧结过程中碳含量调整》，肖仲文在论文中公开了气氛（CH4/H2）控制的试验方法，该方法将硬质合金在1000℃，通入一定压强的甲烷氢气混合气，保温3-4小时后，发现硬质合金的碳含量、硬度有明显的提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种硬质合金补碳方法。
为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种硬质合金补碳方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A、将硬质合金放入真空炉内加热至1350℃，保温30min；
步骤B、在真空炉内通入甲烷气体，将硬质合金加热至1360-1380℃，保温30-60min，即完成。
在真空炉内通入甲烷气体，返烧过程中甲烷对硬质合金进行补碳，其补碳效果明显。
作为优选，所述步骤B中通入甲烷气体后真空炉内压力为4Kpa-18Kpa。依据合金重量、钴磁值、牌号性质等因素控制炉内压力4KPa～18Kpa，硬质合金补碳后，其钴磁值、磁力值提升更高。
本发明具有以下优点：
1、采用甲烷作为补碳介质，补碳均匀性更佳。
2、采用甲烷作为补碳介质，补碳后炉膛及料盒甚至是真空管道等均不会有残留污染，不需要清理，可直接进行下一炉产品的烧结。
具体实施方式
下面对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
实施例1：
一种硬质合金补碳方法，包括以下步骤：
步骤1、将表1里实施例1中牌号、装炉重量的硬质合金放入真空炉内加热至1350℃，保温30min；
步骤2、在真空炉内通入甲烷气体后使得真空炉内压力为4Kpa，将硬质合金加热至1370℃，保温45min，即完成。
实施例2：
一种硬质合金补碳方法，包括以下步骤：
步骤1、将表1里实施例2中牌号、装炉重量的硬质合金放入真空炉内加热至1350℃，保温30min；
步骤2、在真空炉内通入甲烷气体后使得真空炉内压力为4Kpa，将硬质合金加热至1370℃，保温45min，即完成。
实施例3：
一种硬质合金补碳方法，包括以下步骤：
步骤1、将表1里实施例3中牌号、装炉重量的硬质合金放入真空炉内加热至1350℃，保温30min；
步骤2、在真空炉内通入甲烷气体后使得真空炉内压力为8Kpa，将硬质合金加热至1380℃，保温40min，即完成。
实施例4：
一种硬质合金补碳方法，包括以下步骤：
步骤1、将表1里实施例4中牌号、装炉重量的硬质合金放入真空炉内加热至1350℃，保温30min；
步骤2、在真空炉内通入甲烷气体后使得真空炉内压力为4Kpa，将硬质合金加热至1380℃，保温60min，即完成。
实施例2：
一种硬质合金补碳方法，包括以下步骤：
步骤1、将表1里实施例2中牌号、装炉重量的硬质合金放入真空炉内加热至1350℃，保温30min；
步骤2、在真空炉内通入甲烷气体后使得真空炉内压力为4Kpa，将硬质合金加热至1360℃，保温30min，即完成。
对实施例1-5中的硬质合金进行钴磁值测试，其测试结果如表1所示。
表1
实施例 牌号 装炉重量 补碳前钴磁 补碳后钴磁 钴磁提高
实施例1 ZK20 16.5Kg 5.02% 5.42% 0.40%
实施例2 ZK30 16.6Kg 6.80% 7.20% 0.40%
实施例3 YW2 9.3Kg 6.90% 7.15% 0.25%
实施例4 YW2 42Kg 6.92% 7.15% 0.23%
实施例5 YW2 9.4Kg 6.86% 7.23% 0.37%
从表1可以看出本硬质合金补碳方法对于硬质合金的补碳效果明显。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (2)

1.一种硬质合金补碳方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A、将硬质合金放入真空炉内加热至1350℃，保温30min；
步骤B、在真空炉内通入甲烷气体，将硬质合金加热至1360-1380℃，保温30-60min，即完成。
2.根据权利要求1所述的一种硬质合金补碳方法，其特征在于：所述步骤B中通入甲烷气体后真空炉内压力为4Kpa-18Kpa。
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