[发明专利]一种大尺寸硬质合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硬质合金制备领域，具体涉及一种大尺寸硬质合金的制备方法。

背景技术

目前，对于长度较大、体积较大的硬质合金产品，国内外一致采用的方法为等静压制生产、真空烧结获得。等静压制生产时，存在以下几个缺点：1、产品模具制作周期较长，一套等静压模具从制作到试生产需要15到20天；2、模具价格昂贵，一套等静压模具的价格一般在6000元以上； 3、产品生产周期长。因此，现有技术中的等静压制方法一般只在大批量产品生产时得到应用。

而针对订单数量较少的大尺寸硬质合金产品，例如阀类硬质合金产品，若采用等静压制生产，则成本较高、且交货周期较长，不能满足客户需求。例如长度大于150mm的阀类硬质合金产品，从模具制作到成品加工，需要35天以上才能交货，而且采用等静压制方法时其磨削量在50%以上，加之模具制作费用较高，造成生产成本极高。

而普通模压方式则难以生产尺寸较大的硬质合金产品，主要存在以下难题：（一）压机行程和压力不够；（二）由于产品长度较大，压制时各部分密度差别很大，产品烧结时有极大的变形；（三）由于产品长度较大，真空烧结时产品形成液相，会导致产品弯曲变形，即使通过再加工也难以保证得到所需形状尺寸的产品。

发明内容

本发明为解决现有技术中等静压制生产大尺寸硬质合金产品存在的成本高、产品生产周期长、且不能保证产品形状尺寸，而普通模压方式又不能制备得到大尺寸硬质合金产品的技术问题，本发明提供了一种生产成本低廉、生产周期大幅缩短、工艺简单的大尺寸硬质合金的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种大尺寸硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

S1、先采用模压成型方法制备若干段小尺寸的硬质合金坯件；

S2、将各硬质合金坯件进行一次真空烧结，分别得到若干段硬质合金半成品；

S3、对各段硬质合金半成品的端面进行平磨，然后将各段硬质合金半成品经过平磨的端面依次对接，对接时使相邻的两段硬质合金半成品完全放平、相邻的两个端面之间无缝接触；

S4、将对接后的若干段硬质合金半成品整体进行二次真空烧结，得到大尺寸硬质合金成品；其中，二次真空烧结的最高温度为1400-1420℃，二次真空烧结过程中的升温速率为3-7℃/min，二次真空烧结过程中出现液相后保温45-80min。

本发明提供的大尺寸硬质合金的制备方法，先通过普通模压成型制备若干段小尺寸硬质合金半成品，然后将其依次对接，在二次真空烧结时半成品之间仍能通过粘结相粘接到一起，通过对二次真空烧结的具体烧结条件（包括烧结温度、升温速率和保温时间）进行适当选择，保证在二次真空烧结后相邻的两段硬质合金半成品的结合面在晶相显微结构上与正常晶相显微结构基本一致，从而得到大尺寸的硬质合金成品，克服了现有技术中大尺寸硬质合金产品只能通过等静压制生产的限制，而且相对于等静压制生产方法，本发明提供的方法生产成本大大降低，生产周期大大缩短，且产品磨削量小，节约工时和原料。

具体实施方式

本发明提供了一种大尺寸硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

S1、先采用模压成型方法制备若干段小尺寸的硬质合金坯件；

S2、将各硬质合金坯件进行一次真空烧结，分别得到若干段硬质合金半成品；

S3、对各段硬质合金半成品的端面进行平磨，然后将各段硬质合金半成品经过平磨的端面依次对接，对接时使相邻的两段硬质合金半成品完全放平、相邻的两个端面之间无缝接触；

S4、将对接后的若干段硬质合金半成品整体进行二次真空烧结，得到大尺寸硬质合金成品；其中，二次真空烧结的最高温度为1400-1420℃，二次真空烧结过程中的升温速率为3-7℃/min，二次真空烧结过程中出现液相后保温45-80min。

本发明提供的大尺寸硬质合金的制备方法，先通过普通模压成型制备若干段小尺寸硬质合金半成品，然后将其依次对接，在二次真空烧结时半成品之间仍能通过粘结相粘接到一起，通过对二次真空烧结的具体烧结条件（包括烧结温度、升温速率和保温时间）进行适当选择，保证在二次真空烧结后相邻的两段硬质合金半成品的结合面在晶相显微结构上与正常晶相显微结构一致，从而得到大尺寸的硬质合金成品，克服了现有技术中大尺寸硬质合金产品只能通过等静压制生产的限制，而且相对于等静压制生产方法，本发明提供的方法生产成本大大降低，生产周期大大缩短，且产品磨削量小，节约工时和原料。