專利名稱：一種硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)工藝，其可提高硬質(zhì)合金擠壓棒的彎曲合格率,尤其是可以提高細(xì)徑硬質(zhì)合金擠壓棒材的一次交檢合格率。
背景技術(shù)：
在直徑D < Φ6_的情況下，硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)通常存在直線度一次合格率較低的現(xiàn)象。硬質(zhì)合金擠壓棒的成型劑主要有石蠟、纖維素等，該成型劑均可以在氫氣正壓脫蠟中完全脫除。但是，在后續(xù)的真空燒結(jié)和加壓燒結(jié)中，或多或少地都存在彎曲的現(xiàn)象，其中細(xì)徑的擠壓合金棒材比例最大，在壓力燒結(jié)爐中，燒結(jié)彎曲問題也是尤為突出。這是因?yàn)?，在目前通用的合金燒結(jié)工藝中，產(chǎn)品的成型劑脫除結(jié)束后，一般都是進(jìn)入真空燒結(jié)階段然后在1350度左右才開始進(jìn)入分壓燒結(jié)，充入分壓壓力的氬氣，防止燒結(jié)時(shí)液相鈷的蒸發(fā)。這樣，在爐子的真空燒結(jié)階段，硬質(zhì)合金擠壓棒就會(huì)受到爐膛內(nèi)壁、石墨保溫筒等爐 內(nèi)原件及爐體泄露的影響，使得燒結(jié)后的硬質(zhì)合金擠壓棒彎曲率大大提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)工藝，其可提高硬質(zhì)合金擠壓棒的彎曲合格率，尤其是細(xì)徑硬質(zhì)合金擠壓棒材的一次交檢合格率。為此，本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)工藝，其特征在于，該燒結(jié)工藝依次包括氫氣正壓脫蠟步驟、分壓燒結(jié)步驟、高壓高溫?zé)Y(jié)步驟、和冷卻步驟，在氫氣正壓脫蠟步驟，在常溫條件下，將氫氣充入已經(jīng)排空的燒結(jié)爐內(nèi)，在480-500分鐘的第一升溫時(shí)間內(nèi)，逐步、分階段地將爐溫上升到第一加熱溫度590-610度，然后關(guān)掉氫氣，將爐內(nèi)真空度控制到燒結(jié)盒內(nèi)壓力9-llPa ；在分壓燒結(jié)步驟，在石墨燒結(jié)盒內(nèi)部開始充入氬氣，保證燒結(jié)盒內(nèi)壓力300-600Pa，在300_600Pa壓力條件下經(jīng)230-240分鐘的第二升溫時(shí)間，逐步、分階段升溫到第二加熱溫度1400-1420度；在高壓高溫?zé)Y(jié)步驟，在第二加熱溫度保溫第一保溫時(shí)間55-65分鐘，在第二加熱溫度保溫第二保溫時(shí)間25-35分鐘后充入高壓氬氣40-100bar，其中充高壓氬氣時(shí)間為第一保溫時(shí)間的1/3，高壓保壓時(shí)間為第一保溫時(shí)間的1/6 ；在冷卻步驟，保壓與保溫同時(shí)結(jié)束并開始冷卻，在爐內(nèi)充滿高壓氬氣的條件下，自然冷卻到第一冷卻溫度890-910度，然后在第一冷卻時(shí)間290-310分鐘從第一冷卻溫度快冷至50度以下。優(yōu)選地，硬質(zhì)合金擠壓棒材的鈷含量5_15wt%。優(yōu)選地,第一升溫時(shí)間為490分鐘,第一加熱溫度為600度；第二升溫時(shí)間為235分鐘，第一加熱溫度為1410度；第一保溫時(shí)間為60分鐘；第二保溫時(shí)間為30分鐘；充入高壓氬氣60bar ;充高壓氬氣時(shí)間為20分鐘；高壓保壓時(shí)間為10分鐘；第一冷卻溫度為900度；第一冷卻時(shí)間為300分鐘。
優(yōu)選地，所述分壓燒結(jié)步驟為微正壓升溫保溫的步驟，使用機(jī)械泵控制爐內(nèi)真空度，燒結(jié)盒內(nèi)壓力為10Pa。優(yōu)選地，在所述氫氣正壓脫蠟階段，各個(gè)時(shí)間階段的升溫分配如下前40分鐘從20度升溫到150度；后面120分鐘升溫至260度，260度保溫60分鐘；經(jīng)60分鐘升溫至370度，370度保溫60分鐘；經(jīng)60分鐘升溫至450度，450度保溫30分鐘后；經(jīng)60分鐘升溫至600度，600度不保溫。優(yōu)選地，在所述分壓燒結(jié)階段，各個(gè)時(shí)間階段的升溫分配如下前175分鐘將爐內(nèi)溫度升溫至1320度，1320度保溫30分鐘；經(jīng)30分鐘升溫至1410度，1410度保溫60分鐘，其中，分壓燒結(jié)分壓壓力為300-600Pa，分壓壓力從600升溫開始，一直保持到1410度保溫30分鐘后。優(yōu)選地，在所述高溫高壓燒結(jié)階段，溫度分配如下溫度升溫到1410度后，分壓壓 力下保溫30分鐘，然后開始充入高壓氬氣，充氣時(shí)間20分鐘，充氣時(shí)溫度保持1410度不變，充氣完成后高壓壓力保壓10分鐘，高壓保壓時(shí)溫度1410不變。優(yōu)選地，在所述冷卻階段，其各個(gè)階段的溫度和時(shí)間分配如下在爐內(nèi)充滿高壓氬氣的條件下，180分鐘冷卻到900度，然后在240分鐘左右從900度快冷至50度以下。有益效果本發(fā)明可保證燒結(jié)盒內(nèi)產(chǎn)品燒結(jié)氣氛，提高了硬質(zhì)合金擠壓棒燒結(jié)的燒結(jié)盒內(nèi)氣氛均勻性，進(jìn)而提高硬質(zhì)合金擠壓棒彎曲的一次交檢合格率。


圖I為根據(jù)本發(fā)明的硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，根據(jù)一種硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)爐至少包括爐殼10 ;保溫層20，其設(shè)置于爐殼10的內(nèi)壁上；燒結(jié)盒30，其設(shè)置于保溫層20內(nèi)，并且設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器；氫氣充入裝置31和氬氣充入裝置32，其分別與燒結(jié)盒30的內(nèi)腔連通，并且分別與氫氣源和氬氣源連通；總控制器100，其控制至少一個(gè)時(shí)間控制器35、至少一個(gè)溫度控制器34、至少一個(gè)壓力控制器33。各種控制器可以采用本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的控制器進(jìn)行實(shí)施。本發(fā)明提供了一種鈷含量5-15wt%硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)工藝，燒結(jié)工藝包括氫氣正壓脫蠟，微正壓升溫、保溫，高壓高溫?zé)Y(jié)，冷卻四個(gè)連續(xù)過程組成。其中所述的氫氣正壓脫蠟490分鐘內(nèi)，逐步、分階段將爐溫上升到600度，關(guān)掉氬氣，然后使用機(jī)械泵將爐內(nèi)真空度控制到燒結(jié)盒內(nèi)壓力IOPa左右，然后開始充入氬氣保證燒結(jié)盒內(nèi)壓力300-600Pa，在300-600Pa壓條件下經(jīng)235分鐘逐步、分階段升溫到1410度，在1410度保溫60分鐘，在1410保溫30分鐘后充入高壓氬氣60bar，其中充高壓氬氣時(shí)間20分鐘，高壓保壓10分鐘，保壓與保溫同時(shí)結(jié)束并開始冷卻。在爐內(nèi)充滿高壓氬氣的條件下，自然冷卻到900度，然后在300分鐘左右從900度快冷至50度以下。實(shí)施例I :開始充入氬氣保證燒結(jié)盒內(nèi)壓力300Pa，在300Pa壓條件下經(jīng)235分鐘逐步、分階段升溫到1410度。實(shí)施例2 :開始充入氬氣保證燒結(jié)盒內(nèi)壓力450Pa，在450Pa壓條件下經(jīng)235分鐘逐步、分階段升溫到1410度。實(shí)施例3 :開始充入氬氣保證燒結(jié)盒內(nèi)壓力600Pa，在600Pa壓條件下經(jīng)235分鐘逐步、分階段升溫到1410度。產(chǎn)品直線度結(jié)果對比結(jié)果(以Φ6πιπι為例)
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)工藝，其特征在于，該燒結(jié)工藝依次包括氫氣正壓脫蠟步驟、分壓燒結(jié)步驟、高壓高溫?zé)Y(jié)步驟、和冷卻步驟， 在氫氣正壓脫蠟步驟，在常溫條件下，將氫氣充入已經(jīng)排空的燒結(jié)爐內(nèi)，在480-500分鐘的第一升溫時(shí)間內(nèi)，逐步、分階段地將爐溫上升到第一加熱溫度590-610度，然后關(guān)掉氫氣，將爐內(nèi)真空度控制到燒結(jié)盒內(nèi)壓力9-llPa ； 在分壓燒結(jié)步驟，在石墨燒結(jié)盒內(nèi)部開始充入氬氣，保證燒結(jié)盒內(nèi)壓力300-600Pa，在300-600Pa壓力條件下經(jīng)230-240分鐘的第二升溫時(shí)間，逐步、分階段升溫到第二加熱溫度1400-1420 度； 在高壓高溫?zé)Y(jié)步驟，在第二加熱溫度保溫第一保溫時(shí)間55-65分鐘，在第二加熱溫度保溫第二保溫時(shí)間25-35分鐘后充入高壓氬氣40-100bar，其中充高壓氬氣時(shí)間為第一保溫時(shí)間的1/3，高壓保壓時(shí)間為第一保溫時(shí)間的1/6 ； 在冷卻步驟，保壓與保溫同時(shí)結(jié)束并開始冷卻，在爐內(nèi)充滿高壓氬氣的條件下，自然冷卻到第一冷卻溫度890-910度，然后在第一冷卻時(shí)間290-310分鐘從第一冷卻溫度快冷至50度以下。
2.如權(quán)利要求I所述的燒結(jié)工藝，其特征在于，第一升溫時(shí)間為490分鐘，第一加熱溫度為600度；第二升溫時(shí)間為235分鐘，第一加熱溫度為1410度；第一保溫時(shí)間為60分鐘；第二保溫時(shí)間為30分鐘；充入聞壓氬1氣60bar ;充聞壓IS氣時(shí)間為20分鐘；聞壓保壓時(shí)間為10分鐘；第一冷卻溫度為900度；和/或第一冷卻時(shí)間為300分鐘。
3.如權(quán)利要求I所述的燒結(jié)工藝，其特征在于，所述分壓燒結(jié)步驟為微正壓升溫保溫的步驟，使用機(jī)械泵控制爐內(nèi)真空度，燒結(jié)盒內(nèi)壓力為10Pa。
4.如權(quán)利要求I所述的燒結(jié)工藝，其特征在于，在所述氫氣正壓脫蠟階段，各個(gè)時(shí)間階段的升溫分配如下前40分鐘從20度升溫到150度；后面120分鐘升溫至260度，260度保溫60分鐘；經(jīng)60分鐘升溫至370度，370度保溫60分鐘；經(jīng)60分鐘升溫至450度，450度保溫30分鐘后；經(jīng)60分鐘升溫至600度，600度不保溫。
5.如權(quán)利要求I所述的燒結(jié)工藝，其特征在于，在所述分壓燒結(jié)階段，各個(gè)時(shí)間階段的升溫分配如下前175分鐘將爐內(nèi)溫度升溫至1320度，1320度保溫30分鐘；經(jīng)30分鐘升溫至1410度，1410度保溫60分鐘，其中，分壓燒結(jié)分壓壓力為300-600Pa，分壓壓力從600升溫開始，一直保持到1410度保溫30分鐘后。
6.如權(quán)利要求I所述的燒結(jié)工藝，其特征在于，在所述高溫高壓燒結(jié)階段，溫度分配如下溫度升溫到1410度后，分壓壓力下保溫30分鐘，然后開始充入高壓氬氣，充氣時(shí)間20分鐘，充氣時(shí)溫度保持1410度不變，充氣完成后高壓壓力保壓10分鐘，高壓保壓時(shí)溫度1410不變。
7.如權(quán)利要求I所述的燒結(jié)工藝，其特征在于，在所述冷卻階段，其各個(gè)階段的溫度和時(shí)間分配如下在爐內(nèi)充滿高壓氬氣的條件下，180分鐘冷卻到900度，然后在240分鐘左右從900度快冷至50度以下。
8.如權(quán)利要求I所述的燒結(jié)工藝，其特征在于，硬質(zhì)合金擠壓棒材的鈷含量5-15wt%。
9.一種硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)爐，其特征在于，該燒結(jié)爐至少包括 爐殼； 保溫層，其設(shè)置于爐殼的內(nèi)壁上；燒結(jié)盒，其設(shè)置于保溫層內(nèi)，并且設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器； 氫氣充入裝置和氬氣充入裝置，其分別與燒結(jié)盒的內(nèi)腔連通，并且分別與氫氣源和氬氣源連通； 總控制器，其控制至少一個(gè)時(shí)間控制器、至少一個(gè)溫度控制器、至少一個(gè)壓力控制器。
10.如權(quán)利要求9所述的燒結(jié)爐，其特征在于， 在氫氣正壓脫蠟步驟，總控制器驅(qū)動(dòng)氫氣充入裝置開始工作，控制時(shí)間控制器和溫度控制器，使在480-500分鐘(優(yōu)選490分鐘)的第一升溫時(shí)間內(nèi)，逐步、分階段地將爐溫上升到第一加熱溫度590-610度(優(yōu)選600°C )，然后，總控制器使氫氣充入裝置停止工作，控制壓力控制器，將爐內(nèi)真空度控制到燒結(jié)盒內(nèi)壓力9-llPa(優(yōu)選IOPa)； 在分壓燒結(jié)步驟，總控制器驅(qū)動(dòng)氬氣充入裝置開始工作，控制時(shí)間控制器和溫度控制器，保證燒結(jié)盒內(nèi)壓力300-600Pa，在300-600Pa壓力條件下經(jīng)230-240分鐘(優(yōu)選235分鐘)的第二升溫時(shí)間，逐步、分階段升溫到第二加熱溫度1400-1420度(優(yōu)選1410°C)； 在高壓高溫?zé)Y(jié)步驟，在第二加熱溫度保溫第一保溫時(shí)間55-65分鐘(優(yōu)選60分鐘)，在第二加熱溫度保溫第二保溫時(shí)間25-3分鐘(優(yōu)選30分鐘)后充入高壓氬氣40-100bar，其中充高壓氬氣時(shí)間為第一保溫時(shí)間的1/3，高壓保壓時(shí)間為第一保溫時(shí)間的1/6 ； 在冷卻步驟，總控制器控制保壓與保溫同時(shí)結(jié)束并開始冷卻，在爐內(nèi)充滿高壓氬氣的條件下，自然冷卻到第一冷卻溫度890-910度(優(yōu)選900°C )，然后在第一冷卻時(shí)間290-310分鐘(優(yōu)選300分鐘)從第一冷卻溫度快冷至50度以下。
全文摘要
一種硬質(zhì)合金擠壓棒材的燒結(jié)工藝，由氫氣正壓脫蠟、分壓燒結(jié)、高壓高溫?zé)Y(jié)，冷卻四個(gè)連續(xù)過程。在常溫條件下，將氫氣充入已經(jīng)排空的燒結(jié)爐內(nèi)，在490分鐘內(nèi)，逐漸、分階段將爐溫升溫到600度，關(guān)掉氫氣，使用機(jī)械泵將爐內(nèi)真空度控制到燒結(jié)盒內(nèi)壓力10Pa左右，然后開始充入氬氣保證燒結(jié)盒內(nèi)壓力300-600Pa，在300-600Pa壓條件下經(jīng)235分鐘逐步、分階段升溫到1410度，在1410度保溫60分鐘，在1410保溫30分鐘后充入高壓氬氣60bar，其中充高壓氬氣時(shí)間20分鐘，高壓保壓10分鐘，保壓與保溫同時(shí)結(jié)束并開始冷卻。在爐內(nèi)充滿高壓氬氣的條件下，自然冷卻到900度，然后在300分鐘左右從900度快冷至50度以下。本發(fā)明可以有效地提高細(xì)徑D≤Ф6mm硬質(zhì)合金擠壓棒材的彎曲合格率。
文檔編號B22F3/10GK102921948SQ20121051284
公開日2013年2月13日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者嚴(yán)武華 申請人:江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團(tuán)有限公司