專利名稱:用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,適用于石油開采、地質(zhì)勘探、鑿巖、掘煤、礦山開采用硬質(zhì)合金柱齒、基片等硬質(zhì)合金制品的缺碳缺陷修復(fù)。
背景技術(shù):
硬質(zhì)合金是工業(yè)上應(yīng)用的除金剛石以外硬度最高、耐磨性最好的材料之一,一般由29Γ30%(重量百分比)起粘結(jié)作用的Co粉、作為耐磨的硬質(zhì)相WC粉和起成形作用的石蠟或橡膠成形劑混合、成形后燒結(jié)而成。然而,在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中由于去除石蠟或橡膠成形劑時不易控制,尤其對于29TlO%Co的低鈷WC-Co硬質(zhì)合金,WC- Y兩相區(qū)較窄,存在碳平衡較難控制的問題,容易出現(xiàn)滲碳、缺碳缺陷,尤其是缺碳缺陷,將嚴(yán)重降低材料的力學(xué)性能,導(dǎo)致硬質(zhì)合金零件出現(xiàn)斷裂、崩裂、破碎、剝落而提早失效,降低工件使用壽命。另一方面,將缺碳產(chǎn)品報(bào)廢處理,則浪費(fèi)了生產(chǎn)成本,影響生產(chǎn)效益。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,旨在消除已燒結(jié)后硬質(zhì)合金制品存在的缺碳缺陷。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,特點(diǎn)是將存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品在有機(jī)溶劑的浸濕下加入重量比為1°/Γ10%的有機(jī)樹脂,或者,將重量比為19Γ10%的有機(jī)樹脂先在有機(jī)溶劑中溶解后再涂敷在存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品表面,有機(jī)樹脂均勾粘附在硬質(zhì)合金制品表面;然后,裝入石墨舟中,在燒結(jié)爐中于1200°c 1800°C進(jìn)行熱處理,熱處理時間為4tT24h,通過高溫加熱使樹脂裂解生成活性炭,生成的活性炭在高溫下擴(kuò)散到硬質(zhì)合金制品缺碳部位,使缺碳相分解,從而消除缺碳缺陷。進(jìn)一步地,上述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,所述硬質(zhì)合金是WC-Co、WC-TiC-Co,或者用TiC、Ti (C,N)代替或部分代替硬質(zhì)相WC,N1、Fe代替或部分代替粘結(jié)相Co的陶瓷類硬質(zhì)合金。更進(jìn)一步地,上述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,所述硬質(zhì)合金制品,其鈷的重量百分比含量為2°/Γ30%,制品單重在5g 1000g,或粒度為2目 300目。更進(jìn)一步地,上述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,所述有機(jī)樹脂是酚醛樹脂或松香樹脂,優(yōu)選粒度為-200目的酚醛樹脂。再進(jìn)一步地,上述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,所述有機(jī)溶劑是酒精、汽油、丙酮中一種或幾種的混合物,純度為99%分析純級。再進(jìn)一步地,上述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,所述燒結(jié)爐為真空爐或壓力燒結(jié)爐,真空爐的真空度在10 lOOOPa,壓力燒結(jié)爐的燒結(jié)壓力在2 10MPa。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在
本發(fā)明將存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品包覆一層樹脂,通過二次高溫?zé)Y(jié),使樹脂裂解生成活性炭,生成的活性炭在高溫下擴(kuò)散到硬質(zhì)合金制品缺碳部位,促使缺碳相分解,從而達(dá)到消除缺碳缺陷的目的。為批量生產(chǎn)的存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品提供了一種消除缺碳缺陷的處理方法,工藝簡單、操作簡便,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明
圖1 :存在缺碳缺陷的YG09牌號某合金柱齒金相照片;
圖2 :本發(fā)明處理后的YG09牌號某合金柱齒金相照片。
具體實(shí)施例方式研發(fā)一種用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的新技術(shù),通過將樹脂粉粘附在存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品表面,通過二次燒結(jié)使硬質(zhì)合金制品組織恢復(fù)正常。具體工藝是將存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品在有機(jī)溶劑的浸濕下加入重量比為ι°/Γιο%的有機(jī)樹脂,或者,將重量比為ι°/Γιο%的有機(jī)樹脂先在有機(jī)溶劑中溶解后再涂敷在存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品表面,使樹脂均勻粘附在硬質(zhì)合金制品表面,裝入石墨舟中,使用1200°C 1800°C、處理時間為4-24h、真空燒結(jié),或2MPa以上的壓力燒結(jié)工藝再次燒結(jié);通過高溫加熱使樹脂裂解生成活性炭,生成的活性炭在高溫下擴(kuò)散到硬質(zhì)合金制品缺碳部位,促使缺碳相分解,從而達(dá)到消除缺碳缺陷的目的。硬質(zhì)合金制品鈷的重量百分比含量為2°/Γ30%,制品單重在5g 1000g,其中燒結(jié)碳化鎢粒度為2目 300目。有機(jī)樹脂為酚醛樹脂或松香樹脂,優(yōu)選酚醛樹脂,粒度為-200目。有機(jī)溶劑為酒精、汽油、丙酮中一種或幾種的混合溶液,純度為99%分析純級。實(shí)施例1 :
選用牌號為YG09,存在缺碳缺陷的某合金柱齒產(chǎn)品(金相照片如圖1,黑點(diǎn)即為缺碳組織η相),單重為93g,使用丙酮將其表面進(jìn)行浸濕,然后按缺陷廢品總重量的8%稱取松香樹脂粉,充分均勻涂敷在合金柱齒表面,厚度為30 100 μ m。待丙酮揮發(fā)后,松香樹脂牢固粘附在合金柱齒表面上,然后放入壓力燒結(jié)爐中,燒結(jié)壓力為9MPa,升溫到1800°C,保溫20h,松香樹脂在真空高溫下裂解,利用松香樹脂在高溫下的裂解生成活性炭,在高溫下擴(kuò)散到合金柱齒缺碳部位,促使缺碳相分解,從而消除缺碳缺陷。經(jīng)過處理的缺碳缺陷的合金柱齒進(jìn)行金相觀察,未發(fā)現(xiàn)缺碳組織(金相照片如圖2)。實(shí)施例2:
選用15 100目存在缺碳缺陷的球形燒結(jié)碳化鎢,鈷含量4%,再按燒結(jié)碳化鎢總重量的2%稱取酚醛樹脂粉,兩者在混料器中混合60分鐘,使之混合均勻。之后,噴灑酒精使樹脂潤濕,將樹脂均勻涂敷在球形燒結(jié)碳化鎢粒子表面,厚度為10 30 μ m。待酒精揮發(fā),樹脂牢固粘附在球形燒結(jié)碳化鎢表面上之后,將粘有樹脂的球形燒結(jié)碳化鎢粒子放入真空燒結(jié)爐中,真空度為50Pa,升溫到1300°C,保溫6h,酚醛樹脂在高溫下裂解,利用酚醛樹脂在高溫下的裂解生成活性炭,生成的活性炭在高溫下擴(kuò)散到球形燒結(jié)碳化鎢缺碳部位,促使 缺碳相分解,從而消除缺碳缺陷。經(jīng)過處理的缺碳缺陷的球形燒結(jié)碳化鎢粒子進(jìn)行金相觀察,未發(fā)現(xiàn)缺碳組織。
本發(fā)明通過在存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品表面通過酚醛樹脂高溫裂解殘?zhí)继峁┨荚吹姆椒?,?jīng)過高溫高壓裂解生成的活性炭擴(kuò)散到硬質(zhì)合金制品缺碳部位,促使缺碳相分解,從而消除缺碳缺陷,避免了存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品出現(xiàn)斷裂、崩裂、破碎、剝落而提早失效,延長工件使用壽命,避免將缺碳產(chǎn)品報(bào)廢,提高生產(chǎn)效益。此方法值得在業(yè)內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用。
需要理解到的是上述說明并非是對本發(fā)明的限制,在本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi),所進(jìn)行的添加、變換、替換等,也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,其特征在于將存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品在有機(jī)溶劑的浸濕下加入重量比為1°/Γ10%的有機(jī)樹脂,或者,將重量比為19Γ10% 的有機(jī)樹脂先在有機(jī)溶劑中溶解后再涂敷在存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品表面,有機(jī)樹脂均勻粘附在硬質(zhì)合金制品表面;然后,裝入石墨舟中,在燒結(jié)爐中于1200°c 1800°C進(jìn)行熱處理,熱處理時間為4tT24h,通過高溫加熱使樹脂裂解生成活性炭,生成的活性炭在高溫下擴(kuò)散到硬質(zhì)合金制品缺碳部位,使缺碳相分解,消除缺碳缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,其特征在于 所述硬質(zhì)合金是WC-Co或WC-TiC-Co。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,其特征在于 所述硬質(zhì)合金制品,其鈷的重量百分比含量為29Γ30%,制品單重在5g 1000g,或粒度為2目 300目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,其特征在于 所述有機(jī)樹脂是酚醛樹脂或松香樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,其特征在于 所述有機(jī)樹脂是粒度為-200目的酚醛樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,其特征在于 所述有機(jī)溶劑是酒精、汽油、丙酮中一種或幾種的混合物,純度為99%分析純級。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,其特征在于 所述燒結(jié)爐為真空爐或壓力燒結(jié)爐。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,其特征在于 所述真空爐的真空度在10 lOOOPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,其特征在于 所述壓力燒結(jié)爐的燒結(jié)壓力在2 10MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于消除硬質(zhì)合金制品缺碳缺陷的處理方法,將存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品在有機(jī)溶劑的浸濕下加入重量比為1%~10%的有機(jī)樹脂,或,將重量比為1%~10%的有機(jī)樹脂先在有機(jī)溶劑中溶解后再涂敷在存在缺碳缺陷的硬質(zhì)合金制品表面,有機(jī)樹脂均勻粘附在硬質(zhì)合金制品表面;然后,裝入石墨舟中,在燒結(jié)爐中于1200℃~1800℃進(jìn)行熱處理,熱處理時間為4h~24h,通過高溫加熱使樹脂裂解生成活性炭,生成的活性炭在高溫下擴(kuò)散到硬質(zhì)合金制品缺碳部位,使缺碳相分解,消除缺碳缺陷。有效的解決硬質(zhì)合金制品的缺碳缺陷問題,工藝簡單、操作簡便。
文檔編號C23C8/46GK103014602SQ201210542080
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者張少華, 徐純芳, 陸慶忠, 余立新 申請人:蘇州新銳合金工具股份有限公司