[发明专利]一种梯度型硬质合金棒材的制备方法

说明书

本发明涉及了一种梯度型硬质合金棒材的制备方法，将报废的硬质合金刀具的刀头切除后余下长度为b的旧刀柄作为梯度型硬质合金棒材的刀柄粗坯，向回收的硬质合金粉末经过筛后其粒度在100～20目之间的粉末料中加入0～30%的镍粉和0～10%的炭黑粉和酒精后的混合料入球磨机中球磨3～30h取出做成的棒形试样作为刀头粗坯。将石墨模具经氧化铝酒精液处理，把刀头粗坯及刀柄粗坯分别放入各个石墨模具的中心内腔中，将石墨模具当成整体放置到其表面刷除有防粘涂料或氧化铝粉层的烧结石墨板上，其后送入真空炉或过压炉中快速升温到1350～1550℃，Ar气氛中保温30～120min，冷却取出制备成梯度型硬质合金棒材，精加工后成为新的硬质合金刀具。

技术领域

本发明涉及一种用于生产高端机械加工工具的梯度型硬质合金棒材的制备方法。

背景技术

硬质合金以其高硬度、优良的耐磨性和高抗冲击性已经成了高端机械铣刀、钻刀等刀具的最优材料，比起用廉价的碳钢和高速钢制作的刀具其使用寿命延长十倍以上，而比起用极高硬度的陶瓷材料，硬质合金刀具其适用范围更广，特别是在大进给高速切削，用碳钢、高速钢或陶瓷材质制作的刀具难以与硬质合金材质制造的铣刀和钻头相比。最为重要的是，如果用户对生产效率和机加工表面要求较高，几乎不可避免的只能采用硬质合金材质制作的刀具。随着科技的发展，高温合金、钛合金、碳纤维、不锈钢和复合材料的广泛应用，对加工刀具提出了更高的要求，对这些材料（如高温合金等）的机械加工，毫无疑问用硬质合金材质制作的刀具是最合适、最具性价比的机加工刀具。

众所周知，硬质合金刀具以硬质合金棒材为原料加工而成的，而硬质合金棒材含有（wt）高达90%左右的碳化钨和10%左右的金属钴，碳化钨和金属钴均为贵重的稀有金属和战略资源，而且只能采用生产成本高又效率低的粉末冶金方法才能得到碳化钨和金属钴，导致了硬质合金棒村价格的昂贵。同时，硬质合金刀具，譬如硬质合金铣刀，在正常使用完毕后，往往只刀头刃尖端极其细微的磨损而使得整个铣刀报废，所以实际使用量与整个刀具材料相比极其微波，极其可惜。如何利用好（即再生资源）这些“报废”的硬质合金刀具，成了本领域的技术人员急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用报废的硬质合金刀具和报废的硬质合金粉末料制备梯度型硬质合金棒材的方法，即为生产梯度型硬质合金棒材提供粗坯。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的一种梯度型硬质合金棒材的制备方法分如下程序：将报废的长度为a的硬质合金刀具的刀头切除，余下长度为b的刀柄，将长度为b的刀柄经烧结后成为梯度型硬质合金棒材的刀柄粗坯。

采用回收的硬质合金粉末料为原料，经筛分除去其杂质，筛分后的原料粒度控制在100～20目之间，把筛分料用来制作梯度型硬质合金棒材的刀头粗坯。此处所述回收的硬质合金粉末料选自：锌熔料、电解料、机械破碎料、硬质合金磨削废料、硬质合金车削废料或硬质合金脏污料。

向原料粒度在100～20目的回收的硬质合金粉末料中加入0～30%（wt）的镍粉和0～10%（wt）的炭黑粉，加入酒精混合，把混合料放入滚筒式球磨机中球磨3～30h后取出干燥成粉，制作成棒形试样，棒形试样经烧结后成为梯度型硬质合金棒材的刀头粗坯。

将制作好的第一石墨模具、第二石墨模具和第三石墨模具放入悬浊的氧化铝酒精液中，使它们的内腔表面粘附一层氧化铝粉，烘干后备用。

在第一石墨模具的上内腔、第二石墨模具的上内腔和第三石墨模具的上内腔分别放置棒形试样，而在第一石墨模具的下内腔、第二石墨模具的下内腔和第三石墨模具的下内腔分别放置长度为b的（硬质合金）刀柄。所述棒形试样和刀柄两者构成梯度型硬质合金棒材的原材料。

将中心内腔中放置有梯度型硬质合金棒材原材料的第一石墨模具、第二石墨模具和第三石墨模具作为整体分别放置在烧结石墨板上，所述烧结石墨板的上表面刷涂有石墨乳质涂层或氧化铝粉层。