[发明专利]粉末冶金材料及镶嵌叶片制备方法

说明书

本发明公开了一种粉末冶金材料及镶嵌叶片制备方法，选择合适的球磨时间，使混合粉末混合更加均匀，有利于提高后期冷压和热压后复合材料的力学性能。以碳化钨为基体，碳化铪按照一定的配比均匀分散在基体中，在此配比下两者有机的结合，碳化铪的加入极大限度的阻碍了晶粒长大，使晶体组织细化，且降低了粘结剂钴的润湿角，改善了钴的流动性，从而改善了试样的烧结质量。

技术领域

本发明涉及一种用于抛丸机叶片加强的粉末冶金材料，本发明还涉及一种粉末冶金材料镶嵌叶片的制备方法。

背景技术

抛丸技术是将来自进丸管的弹丸，经过分丸轮的初步加速，通过套在分丸轮外的定向套抛出，而后被叶片承接，沿叶片表面通过离心力继续加速，飞出抛丸器，从而实现对各种零部件表面的抛丸清理和强化。

由于抛丸清理不受被清理件大小、形状和重量的限制，而且能够提高机械产品和金属构件的抗疲劳性能，消除应力集中，应力集中的消除需要比较大的机械冲击，因此，要求冲击到零件表面的弹丸的速度非常快。另外，弹丸本身应是理想状态下的球形，但实际制作出来的弹丸难以做到理想的球形结构。并且为了节约成本，弹丸通常要回收利用，新的弹丸都要混入一定量的回收到的弹丸。通常，被回收利用的弹丸因产生了机械撞击而使其圆度变得更差，并且很大比例的回收得到的弹丸本身会存在凹坑或者破损，这些弹丸会对抛丸器产生比较大的磨损。

由于弹丸是被逐渐加速的，弹丸在叶片表面的末端，速度最高可达69米/秒，弹丸与叶片间产生剧烈的摩擦，因此，抛丸器中摩擦最为剧烈的部位是叶片。

现在市面上最常用的叶片通常采用高铬铸铁整体铸造，相较于传统的铸铁叶片，寿命有了一定改善，但仍然满足不了市场对叶片寿命的要求。

碳化钨是一种由钨和碳组成的化合物，为黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近，耐磨性极佳，但由于碳化钨脆性大，易开裂和韧性低等原因，故需要在碳化钨中加入粘结剂改善材料韧性。但粘结剂的加入在提高材料韧性的同时会降低材料硬度，因此粘结剂的加入要适量。细化晶粒可以在改善碳化钨韧性的同时，提高材料硬度，因此加入过渡金属添加物或稀土元素来达到细化晶粒的目的一直是硬质合金粉末冶金的一个热点。此外，材料本身之外，影响材料性能的是其制备工艺，制备工艺调整不当，一方面可能会产生废品，另一方面可能性能指标达不到设计要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能优异的粉末冶金材料，为保证该粉末冶金材料的力学性能，提供一种该粉末冶金材料及其制备方法的制备方法。

依据本发明的实施例，提供一种粉末冶金材料，按照以下重量份数的原料制成：

碳化钨粉 200份

碳化铪粉 5份

碳化钽粉 1份

钴粉 20份。

上述粉末冶金材料，可选地，碳化钨粉的平均粒度为120-180纳米；碳化铪粉的平均粒度为60-80纳米；碳化钽粉的平均粒度为80-120纳米；钴粉平均粒度为50-80纳米。

依据本发明的实施例，提供一种以前述的粉末冶金材料制备镶嵌叶片的方法，包括以下步骤：

1）球磨混料：将磨球加入球磨罐，然后将部分碳化钨粉和全部的其他组分加入到球磨罐，再把剩余的碳化钨粉装入球磨罐，再加入球磨液体介质后开始球磨，球磨时间为4~8小时，形成混料；

2）干燥：将混料从球磨罐中取出后，分离出磨球，余下混合料，然后对混合料进行干燥；

3）粉碎：将干燥后的混合料进行粉碎，获得粒度为200~400目的碳化钨基混合粉末；

4）冷压成型：将碳化钨基混合粉末填入给定的叶片模具，模压成型，获得叶片坯件；

5）烧结：将叶片坯件烧结。