CN108059460A - 适用于水刀砂管的硬质合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于水刀砂管的硬质合金及其制备方法，适用于水刀砂管的硬质合金的组分及各组分重量百分比如下：0.05～1.0％的Mo2C粉，0.1～2.0％的TaC粉，0.1～0.5％的Cr3C2，余量为WC粉，总计100％。本发明能够提高砂管的抗磨料磨损能力。

Description

适用于水刀砂管的硬质合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种适用于水刀砂管的硬质合金及其制备方法。
背景技术
目前，水刀，即以水为刀，本名高压水射流切割技术，这项技术最早起源于美国，用于航空航天工业。以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐。后经技术不断改进，在高压水中混入石榴砂、金刚砂等磨料辅助切割，极大提高了水刀的切割速度和切割厚度。现在水刀已经广泛应用于陶瓷、石材、玻璃、金属、复合材料等众多行业。
水刀加工中决定加工质量和加工寿命最关键的因素是水刀砂管的性能。水刀砂管又称磨料喷咀，是指高压磨料水射流加工机床射流出口处用作磨料与水进行混合的喷咀。因为其内部射流条件环境恶劣，磨料被加速后对砂管内部的磨损非常大，其选材十分重要。砂管由于受到高速磨料粒子的冲刷，高速磨料粒子对砂管的磨损，实质上属于磨料磨损。因此砂管材质必须具有高硬度、高耐磨性尤其是要具有良好的抗磨料磨损能力，两者缺一不可。过去砂管常用硬质合金，但由于硬质合金中Co的存在明显降低了耐磨性，而Ti显著降低了抗磨料磨损能力，因此开发具有超高硬度和良好的抗磨料磨损能力的新的砂管材质日益重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种适用于水刀砂管的硬质合金，它能够提高砂管的抗磨料磨损能力。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种适用于水刀砂管的硬质合金，它的组分及各组分重量百分比如下：
0.05～1.0％的Mo2C粉，0.1～2.0％的TaC粉，0.1～0.5％的Cr3C2，余量为WC粉，总计100％。
进一步，Mo2C和TaC的质量比为1:2。
进一步，WC粉的费氏粒度为0.2μm、Hcp值为55KA/m。
本发明还提供了一种适用于水刀砂管的硬质合金的制备方法，方法的步骤中含有：
依次进行配料、强化球磨、真空干燥、压制成型和烧结工序；其中，湿磨的球料质量比为8：1，液固比为450ml/Kg，球磨时间为48～72h；在烧结过程中，烧结温度为1550～1700℃。
进一步，真空干燥采用极限真空干燥。
采用了上述技术方案后，由于本发明的用于水刀砂管的硬质合金采用了上述组分和各组分质量份，使得水刀砂管具有良好的硬度和良好的抗磨料磨损能力。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
配料时选用重量百分比为0.1％的Mo2C粉，0.2％的TaC粉，0.2％的Cr3C2，余量为费氏粒度为0.2μm、Hcp值为55KA/m的WC粉；以无水酒精作为球磨介质，液固比为450ml/Kg，球料质量比为8:1,球磨时间为72小时，真空干燥制得混合料，模压成型后，置于高压烧结炉内以1550℃进行烧结，加压压力为80MPa。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的硬质合金的标准产品，其WC平均晶粒度为0.2μm，抗弯强度为1800MPa，硬度Hv30 2400。
实施例二：
配料时选用重量百分比为0.2％的Mo2C粉，0.4％的TaC粉，0.3％的Cr3C2，余量为费氏粒度为0.2μm、Hcp值为55KA/m的WC粉；以无水酒精作为球磨介质，液固比为450ml/Kg，球料比为8:1,球磨时间为66小时，真空干燥制得混合料，模压成型后，置于高压烧结炉内以1600℃进行烧结，加压压力为80MPa。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的硬质合金的标准产品，其WC平均晶粒度为0.25μm，抗弯强度为1850MPa，硬度Hv30 2300。
实施例三：
配料时选用重量百分比为0.4％的Mo2C粉，0.8％的TaC粉，0.4％的Cr3C2，余量为费氏粒度为0.2μm、Hcp值为55KA/m WC粉；以无水酒精作为球磨介质，液固比为450ml/Kg，球料比为8:1,球磨时间为60小时，真空干燥制得混合料，模压成型后，置于高压烧结炉内以1650℃进行烧结，加压压力为80MPa。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的硬质合金的标准产品，其WC平均晶粒度为0.30μm，抗弯强度为1900MPa，硬度Hv302200。
实施例四：
配料时选用重量百分比为0.8％的Mo2C粉，1.6％的TaC粉，0.4％的Cr3C2，余量为费氏粒度为0.2μm、Hcp值为55KA/m WC粉；以无水酒精作为球磨介质，液固比为450ml/Kg，球料比为8:1,球磨时间为54小时，真空干燥制得混合料，模压成型后，置于高压烧结炉内以1700℃进行烧结，加压压力为80MPa。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的硬质合金的标准产品，其WC平均晶粒度为0.4μm，抗弯强度为2000MPa，硬度Hv302120。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于水刀砂管的硬质合金，其特征在于它的组分及各组分重量百分比如下：
0.05～1.0％的Mo2C粉，0.1～2.0％的TaC粉，0.1～0.5％的Cr3C2，余量为WC粉，总计100％。
2.根据权利要求1所述的适用于水刀砂管的硬质合金，其特征在于：Mo2C和TaC的质量比为1:2。
3.根据权利要求2所述的适用于水刀砂管的硬质合金，其特征在于：WC粉的费氏粒度为0.2μm、Hcp值为55KA/m。
4.一种如权利要求1至3中任一项所述的适用于水刀砂管的硬质合金的制备方法，其特征在于方法的步骤中含有：
依次进行配料、强化球磨、真空干燥、压制成型和烧结工序；其中，湿磨的球料质量比为8：1，液固比为450ml/Kg，球磨时间为48～72h；在烧结过程中，烧结温度为1550～1700℃。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：真空干燥采用极限真空干燥。
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