[发明专利]超细晶粒硬质合金刀具梯度材料的制备工艺

说明书

本发明公开了超细晶粒硬质合金刀具梯度材料的制备工艺，其技术方案要点是：包括以下步骤；步骤一：准备材料，按质量百分比取6‑12％Co‑VC微纳米复合粉和88‑94％WC粉末；步骤二：材料混合，将Co‑VC微纳米复合粉和WC粉末通过搅拌装置进行搅拌混合得到混合料A；步骤三：材料研磨，将混合料A放置到行星式球磨机中进行研磨25‑30小时，行星式球磨机的转速为300‑400转/分钟，得到混合物B；经过干燥、成型、烧结等工艺制成合金材料；再经过适当的贫钴化工艺处理后，硬质合金基体由表及里的钴含量呈梯度分布，表面钴含量可降至4％以下，完全可以满足金刚石涂层对硬质合金基体表层的钴含量要求，硬质合金基体材料的表面硬度也得到了大幅度提高。

技术领域

本发明涉及合金刀具梯度材料领域，具体涉及超细晶粒硬质合金刀具梯度材料的制备工艺。

背景技术

随着碳纤维复合材料的应用越来越广泛，对金刚石涂层刀具的需求也日益增多。而制作高质量金刚石涂层硬质合金刀具的关键，在于提高金刚石涂层与硬质合金刀具基体的结合强度。在进行金刚石涂层之前，通常需对硬质合金基体材料表层进行贫钴化处理。采用传统的酸浸蚀或刻蚀等化学法脱钴，虽然可以降低硬质合金基体表层的钴含量，但因表层失钴而导致结构疏松，会造成金刚石涂层容易碎裂或剥落等问题。

如授权公告号为CN106048360A的中国专利，其公开了一种表面具有双层梯度硬质合金及其制备方法。所述硬质合金从外到里包括第一梯度层、第二梯度层、芯部；所述第一梯度层不含立方相，所述第二梯度层含有立方相，所述芯部含有立方相；所述第一层梯度和第二梯度层中粘结相的含量分别高于和低于硬质合金中粘结相的平均含量。其制备方法为按设计组分配钨源、钴源、钛源、钽源、铌源、锆源、铪源、碳源；将配取的原料加入球磨机中进行湿磨后经干燥、压制成型处理得到压坯；对压坯两段烧结，得到表面具有双层梯度硬质合金。

上述的这种硬质合金具有工艺简单优点；但是上述的这种硬质合金依旧存在着一些缺点，如：硬质合金基体的钴含量分布不均匀，对一些不规则外形的产品不具有可操作性。

发明内容

本发明的目的在于提供超细晶粒硬质合金刀具梯度材料的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

超细晶粒硬质合金刀具梯度材料的制备工艺，包括以下步骤；

步骤一：准备材料，按质量百分比取6-12％Co-VC微纳米复合粉和88-94％WC粉末；

步骤二：材料混合，将Co-VC微纳米复合粉和WC粉末通过搅拌装置进行搅拌混合得到混合料A；

步骤三：材料研磨，将混合料A放置到行星式球磨机中进行研磨25-30小时，行星式球磨机的转速为300-400转/分钟，得到混合物B；

步骤四：材料过筛，将步骤三中得到的混合料B通过150-300目的筛网进行过滤筛选；

步骤五：干燥和压制成型，将湿磨后的混合料B放入真空干燥箱内于90-110摄氏度内干燥，在然后压制成坯料；

步骤六：材料烧结，将坯块放置到烧结设备中进行烧结，烧结温度为1380-1450摄氏度，保温1-2小时，温度冷却后得到WC和Co的超细晶粒硬质合金基体；

步骤七：贫钴化处理，在烧结设备中，利用甲烷与氢气的混合气体，通过调节烧结设备内的渗碳参数，对烧结后的硬质合金表面进行贫钴化处理。

优选的，所述步骤七：贫钴化处理中，渗碳温度1250-1350摄氏度，渗碳时间2-6小时，混合气体中甲烷的浓度1.0-3.0％、气体流量4-12L/min。

优选的，所述步骤六：材料烧结中，烧结设备中充入压力为5MPa的氩气惰性气体。