[发明专利]一种高性能YC50硬质合金及其加工方法

说明书

本发明公开了一种高性能YC50硬质合金及其加工方法，配方包括：87‑90％的超细WC粉末、0.4‑0.5％的添加剂和10‑12％的钴粉；加工方法，包括步骤一，原材料选取；步骤二，制备(W，Ti，Ta，Nb)C固溶体；步骤三，球磨混合；步骤四，高精度模压；步骤五，脱蜡/真空压力烧结；步骤六，检测入库；该发明，适合于加工各种不锈钢的YC50A微晶硬质合金的生产；通过计算制定球磨工艺，实现对超细硬质合金的矫顽磁力、比饱和磁化强度等重要物理性能的定量控制，稳定产品质量；根据产品规格不同而选择不同的工艺及工艺组合，既能保证产品尺寸的精度，又能保证产品的质量，采用脱蜡真空压力烧结一体化技术，有利于稳定碳势，缩短了工艺流程，提高了生产效率，降低了能耗。

技术领域

本发明涉及硬质合金技术领域，具体为一种高性能YC50硬质合金及其加工方法。

背景技术

不锈钢自从其问世以来，由于其优异的抗腐蚀性能而在国民经济的各个领域得到广泛的应用。随着世界经济的快速发展，随着工业领域的应用层次的不断提高，越来越多的领域需要档次更高、性能更优异的特种不锈钢。

特种不锈钢，首先在化学成分上与普通不锈钢304不同，是指含高镍、高铬、高钼的高合金不锈钢。其次在耐高温或者耐腐蚀的性能上，与304相比，具有更加优秀的耐高温或者耐腐蚀性能，是304不可取代的。另外，从不锈钢的分类上，特殊不锈钢的金相组织是一种稳定的奥氏体金相组织。由于这种特种不锈钢是一种高合金材料，所以在制造工艺上相当复杂。

不锈钢种类多样，根据其金相组织特点可分为以下几类:铁素体型、马氏体型、奥氏体型、奥氏体加铁素体型和沉淀硬化型。不锈钢是一种典型的难加工材料，不锈钢加工难度从易到难的顺序是铁素体型、马氏体型、奥氏体型、奥氏体加铁素体型、沉淀硬化型。不锈钢的切削加工有如下特点:

1、切屑不易折断，粘附现象严重，既加剧刀具磨损，又会出现撕扯现象而使已加工表面受伤。由于特种不锈钢中含有大量的Ti、Ni、Cr、Mo、W等元素，与其他金属亲和性强，易产生粘附现象，形成积屑瘤。当切屑流动时，在刀刃上切屑的粘附、堆集、直至脱落会交替进行，从而带走刀具表面材料，导致刀具破损，这种磨损除在前刀面产生明显的月牙洼外，后刀面也易出现明显的沟纹，且边界磨损厉害；特种不锈钢的高塑性、韧性也使得车加工时切屑连绵不断，这不仅影响操作的安全性，而且还会挤伤己加工表面。在含碳量较低的马氏体不锈钢中这一特点更为明显。

2、导热系数小，切削过程中产生的热量不能及时传导，导致切削温度急剧升高。奥氏体不锈钢导热系数仅是一般钢材的28％左右，甚至比硬质合金的导热系数还低，因此在切削过程中的切削热不能及时通过工件、切屑传导出去，造成大量切削热集中在刀刃附近，使得切削温度大大提高，如18-8型不锈钢的切削温度高达1000-1100℃，而45#钢的切削温度只有700-750℃。

3、加工硬化趋势严重，以奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的加工硬化现象最为突出。如奥氏体不锈钢硬化后的强度σb达1470-1960MPa，而且随σb的提高，屈服极限σs升高；退火状态的奥氏体不锈钢σb不超过的σb30％-45％，而加工硬化后达85％-95％。加工硬化层的深度可达切削深度的l/3或更大；硬化层的硬度比原来的提高1.4-2.2倍。因为不锈钢的塑性大，塑性变形时品格歪扭，强化系数很大；且奥氏体不够稳定，在切削应力的作用下，部分奥氏体会转变为马氏体；再加上化合物杂质在切削热的作用下，易于分解呈弥散分布，使切削加工时产生硬化层。前一次进给或前一道工序所产生的加工硬化现象严重影响后续工序的顺利进行。

4、切削力大，特种不锈钢在切削过程中塑性变形大，尤其是奥氏体不锈钢(其伸长率超过45号钢的1.5倍以上)，使切削力增加。同时，不锈钢的加工硬化严重，热强度高，进一步增大了切削抗力，切屑的卷曲折断也比较困难。加工不锈钢的切削力大，如车削1Cr18Ni9Ti的单位切削力为2450MPa，比45号钢高25％。

5、线膨胀系数大：不锈钢的线膨胀系数约为碳素钢的1.5倍，在切削温度作用下，工件容易产生热变形，尺寸精度较难控制。