硬质合金生产技术之压制和烧结

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碳化钨基硬质合金以及其制备方法

碳化钨基硬质合金以及其制备方法

碳化钨基硬质合金以及其制备方法碳化钨基硬质合金是一种具有优异机械性能和耐磨性能的材料,广泛应用于切削工具、矿山工具和装饰材料等领域。

本文将介绍碳化钨基硬质合金的组成和制备方法。

碳化钨基硬质合金主要由碳化钨粉末和金属钴粉末组成。

碳化钨具有极高的硬度和耐磨性,而金属钴具有良好的粘结性能。

通过将碳化钨粉末和金属钴粉末混合后,进行一系列的成型、烧结和热处理工艺,最终得到具有均匀显微组织和优异性能的碳化钨基硬质合金。

碳化钨基硬质合金的制备方法主要包括粉末混合、成型、烧结和热处理四个步骤。

将碳化钨粉末和金属钴粉末按一定比例混合。

粉末混合过程中需要控制好混合时间和混合速度,以确保两种粉末能够均匀混合。

接下来,将混合后的粉末进行成型。

常用的成型方法包括压制成型和注射成型。

压制成型是将混合粉末放入模具中,通过加压使其成型,得到所需的形状和尺寸。

注射成型是将混合粉末与有机粘结剂混合后,通过注射机注射到模具中,然后进行固化,得到成型坯体。

成型后的坯体需要进行烧结处理。

烧结是指将坯体在高温下进行加热处理,使其颗粒之间发生颗粒间结合,从而形成致密的材料。

烧结温度和时间的选择需要根据具体材料和成型要求进行确定,以确保烧结后的材料具有良好的致密性和机械性能。

烧结后的材料需要进行热处理。

热处理是指将材料在一定温度下进行加热处理,并在适当的条件下进行冷却,以调整材料的显微组织和性能。

常用的热处理方法包括固溶处理和时效处理。

固溶处理是将材料加热至合金元素溶解温度,保持一定时间后快速冷却,以改善材料的韧性和强度。

时效处理是在固溶处理后将材料再次加热至较低的温度,保持一定时间后进行冷却,以进一步调整材料的显微组织和性能。

总结起来,碳化钨基硬质合金是由碳化钨粉末和金属钴粉末组成,通过粉末混合、成型、烧结和热处理等工艺制备而成。

这种材料具有优异的硬度和耐磨性能,广泛应用于各个领域。

随着科技的不断进步,碳化钨基硬质合金的制备方法也在不断改进,以满足不同领域对材料性能的需求。

硬质合金的制备与性能控制

硬质合金的制备与性能控制

硬质合金的制备与性能控制硬质合金是一种重要的材料,在各个行业都有广泛的应用。

它由一种或多种金属硬质相和一种粘结相构成,具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性等特点。

本文将介绍硬质合金的制备和性能控制。

一、硬质合金的制备方法目前,硬质合金的制备方法主要有浸渗法、冶金法、化学气相沉积法等几种。

其中,浸渗法是最常用的制备方法之一。

浸渗法是在金属硬质相颗粒外面包覆一层具有粘结性的金属,形成金属-金属硬质相的复合材料。

首先,细粉末混合物被置于金属管内,然后将装置封闭并加热至高温。

高温下,金属管内的金属被熔化,通过浸渗方式进入细粉末的孔隙中,并在孔隙中冷却凝固,形成硬质合金。

浸渗法制造的硬质合金,形态和尺寸都受限制。

如果需要大块、大尺寸的硬质合金,则使用冶金法。

冶金法是使用粉末冶金的方法制备硬质合金的一种方法。

该方法将金属粉末、碳化物和粘结剂混合后,压制成为具有一定形状的坯料,随后进行烧结处理。

烧结处理的过程中,坯料表面和颗粒之间的金属颗粒被烧结在一起,形成大的颗粒或结晶体。

化学气相沉积法是运用化学反应,使气态前驱体在基体表面沉积而形成新材料的方法。

该方法的制备适用于生产高精度、高纯度、复杂的微细零件,并且具有材料转化速度快、组织性能好等优点。

二、硬质合金的性能控制硬质合金的性能控制是制造高质量硬质合金必不可少的一个环节。

硬质合金的性能取决于金属硬质相和粘结相之间的相互作用,因此,制备过程中应该注意以下几点。

1. 金属硬质相的选择金属硬质相是硬质合金的关键部分,因此注重硬质相的选择至关重要。

硬质相应具有高硬度、良好的耐磨性和耐蚀性。

在选择过程中,不同的应用领域需要不同的硬质相。

例如,在采矿行业中用于制作岩钻头的硬质合金通常使用WC(碳化钨)和Co(钴)的混合物。

在切削工具行业,高速钢通常使用TiC(碳化钛)、TaC(碳化钽)、Al2O3(氧化铝)等金属硬质相。

2. 粘结相的选择粘结相是金属硬质相之间的胶合剂。

硬质合金刀片制造工艺与设备要点

硬质合金刀片制造工艺与设备要点

硬质合金刀片制造工艺与设备要点首先,硬质合金片的制备是其中的关键步骤之一、硬质合金是通过将金属钴和金属碳化物(如钨碳化物)烧结得到的材料,具有高硬度和抗腐蚀性。

在制备其硬质合金片时,需要先将金属钴和金属碳化物按一定比例混合,然后通过粉末冶金工艺进行颗粒状压制,最后进行高温烧结。

接下来,刀片基体的制造也是不可忽视的一环。

传统的刀片基体通常采用高速钢或合金钢材料,而现代一些高级硬质合金刀片则采用了更先进的陶瓷基体。

对于高速钢或合金钢刀片基体的制造,通常采用锻造、精密锻造或铸造工艺。

陶瓷基体则需要通过陶瓷粉末冶金或热等静压工艺进行制造。

接下来是硬质合金片与刀片基体的焊接。

通常采用硬质合金与刀片基体预制焊料,通过高温和压力进行焊接,以保证焊接强度和连接性。

常用的焊接工艺有等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。

焊接完毕后,还需要进行后续热处理,以减轻焊接产生的应力。

最后一道工序是对硬质合金刀片进行研磨和配置。

这一步骤将刀片进行尺寸研磨、刃部磨削和其他加工,以满足具体的加工需求。

研磨工艺和设备通常根据硬质合金刀片的具体形状、尺寸和要求进行选择,常见的研磨设备有平面磨床、外圆磨床、数控磨床等。

总的来说,硬质合金刀片的制造工艺涉及到硬质合金片制备、刀片基体制造、硬质合金片与刀片基体的焊接以及刀片的研磨和配置等多个步骤。

这些工艺需要借助不同的设备和工具,如粉末冶金设备、锻造设备、焊接设备、研磨设备等。

只有通过精细的工艺和适当的设备选择,才能制造出具有高质量和性能的硬质合金刀片,满足不同行业的需求。

生产培训教材系列--硬质合金压制员工培训

生产培训教材系列--硬质合金压制员工培训

• 三、生产工艺、转移卡片、物料的识别 • 生产工艺、转移卡片图例
• • • (a)。生产工艺的识别: 例如:C05116Q 本月下单数与表面处理方法 交货日期与包装模式

• • •



下单日期与销售区域 (b)。物料牌批号的识别: 例:FM02----2B021
• 高钴料——特点:密度差,容易掉角,极其容易粘模。
• 四、生产高钴(YG11C,YG15C以上)产品注意要点
• • • • ——舟皿要求平整,并注意舟皿面上是否有涂料粒了,如有,要求刮平后方可装舟,以免烧结 后产品表面出现凹凸不平现象。 ——不可用一般舟皿装舟,必须用刷两层涂料的舟皿,以免烧结时出现产品与舟皿粘在一起或 出现产品局部渗碳。 ——在装舟时,产品不可互相接触,以免出现产品之间粘结现。 ----压制调机之前核对自己的千分尺及电子称是否归零。
• 一、压制设备操作解析 • 1.杠杆压力机压制生产作业指导
• 15. 变压器:变压作用,将交流高电压转变为直流 高电流。 • 16. 控制柜:各种电器元件的组合,包括工控机, PLC,控制平台,温控表,继电器,可控硅,空气 开关,触发板等。 • 17.设备要点:保证有水,保证真空,分清主回路, 分清控制回路,分清控制系统的逻辑关系。 • 18. 烧结主要原消耗材料:电,水,石墨舟皿,白 刚玉,清洗汽油,真空泵油,碳黑,氮气,氩气。 • 19. 石墨舟皿:以石墨为材料,能耐高温,用来盛 装产品。 • 20. 清洗汽油:用来清洗残留在炉膛内的成型剂。 • 21. 真空泵油:用来润滑前级泵、罗茨泵的转子、
• •
1.3现场收尾工作(必须当天做完) a.下班时先搞好压力机及工作台面.地面卫生,将工艺卡,模具,量具等工具摆放到 指定位置.未生产完的剩余物料退回料库

硬质合金的概念

硬质合金的概念

硬质合金的概念硬质合金是一种由金属和非金属粉末经过高温烧结而形成的新型材料,它具有高硬度、高抗磨、高抗腐蚀、高耐热和高抗压等特点。

硬质合金的硬度通常比工具钢高出10倍以上,可以用来制造切削工具、冲头、模具等高强度、高耐磨的零件,广泛应用于机械制造、石油、冶金、采矿、建筑等行业。

硬质合金的主要成分是金属粉末和非金属粉末。

金属粉末通常选择钨(W)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)等,用于提高硬质合金的硬度、韧性和耐磨性;非金属粉末通常包括碳化物、氮化物、硼化物等,用于提高硬质合金的硬度和抗磨性能。

硬质合金的制备过程主要包括原料制备、混合、压制和烧结四个步骤。

首先,金属粉末和非金属粉末按一定比例混合,以获得所需的成分和性能。

然后,将混合好的粉末放入压力机中进行压制,通常采用冷压、等静压或热压等方式,以使粉末形成块状。

最后,将压制好的块状物料放入高温烧结炉中,进行高温处理,使粉末颗粒间相互扩散、熔融和结合,最终形成密度高、结构致密的硬质合金材料。

硬质合金的硬度主要来自于非金属成分中的碳化物、氮化物和硼化物的硬质颗粒。

这些硬质颗粒分散在金属基体中,能够阻止位错移动,增加材料的硬度和抗磨性。

而金属基体则能够提供材料的韧性和抗冲击性能。

硬质合金既具有金属的韧性和抗冲击性,又具有非金属硬质颗粒的硬度和抗磨性,因此具备了优异的综合性能。

硬质合金的应用十分广泛。

在机械制造领域,硬质合金常被用于制造切削工具,如铣刀、钻头、刨刀、滚刀等,能够在高速切削和大负荷下保持较长的使用寿命和较高的切削效率。

在石油行业,硬质合金常被用于制造石油钻头,能够在坚硬的地层中进行高效率的钻探。

在冶金和采矿行业,硬质合金常被用于制造破碎机的刀片、研磨机的磨料、抽水泵的叶轮等耐磨件,能够在恶劣的工作环境下耐受高压、高温和高磨损。

在建筑行业,硬质合金常被用于制造混凝土钻头和切割刀片,能够在处理混凝土和石材时具备较高的耐磨性和切削效率。

总之,硬质合金是一种具有高硬度、高抗磨、高抗腐蚀、高耐热和高抗压等特点的新型材料。

粉末冶金与硬质合金成型工艺介绍

粉末冶金与硬质合金成型工艺介绍

粉末冶金与硬质合金是两种不同的成型工艺,分别适用于不同的应用领域。

以下是这两种工艺的介绍:粉末冶金是一种将金属粉末与适量的粘合剂均匀混合后,经压制成形、烧结而成的材料。

这种工艺可以用于制造各种硬质材料,如硬质合金、磁性材料、高温合金等。

粉末冶金工艺的主要优点是能够制造出单一成分的致密材料,而且工艺过程易于控制,材料性能易于控制和优化。

此外,粉末冶金工艺还可以实现材料的批量生产,具有较高的生产效率。

硬质合金是一种由硬质相和粘合相组成的合金,通常采用粉末冶金工艺制备。

制备硬质合金的关键步骤是将碳化钨(硬质相)与钴等金属或非金属元素混合,经过粉末冶金工艺制备成硬质合金粉末,再经过成型和烧结制备成硬质合金材料。

硬质合金具有很高的硬度、强度和耐磨性,广泛应用于刀具、模具、耐磨零件等领域。

在硬质合金成型工艺中,通常采用粉末冶金工艺中的压制、成型和烧结等方法。

具体来说,制备硬质合金粉末时,需要将各种金属或非金属元素混合均匀,经过球磨、筛分等工序制备成粉末。

然后,将制备好的粉末进行成型,制成所需的形状和尺寸。

接下来,将成型后的硬质合金坯料进行烧结,使其形成致密的硬质合金材料。

在压制过程中,需要控制压力、温度和时间等工艺参数,以确保材料的致密性和性能。

除了上述介绍的粉末冶金和硬质合金成型工艺外,还有其他一些成型工艺,如挤压、注射成型、等静压等。

这些工艺可以根据不同的材料特性和应用需求选择使用。

在选择成型工艺时,需要考虑到材料的性能要求、制造成本、生产效率等因素。

此外,在应用这些成型工艺时,也需要对材料的缺陷进行控制和管理,以提高材料的质量和性能。

以上信息仅供参考,如有需要可以咨询相关人士了解。

硬质合金烧结工艺控制要点

硬质合金烧结工艺控制要点

硬质合金烧结工艺控制要点嘿,朋友们!今天咱们就像聊美食一样聊聊硬质合金烧结工艺的控制要点。

这硬质合金烧结啊,就像是一场神秘又刺激的魔法烹饪。

首先呢,温度那可是这个魔法烹饪的火候。

这温度控制得不好,就像你烤蛋糕的时候把烤箱温度调得乱七八糟一样。

温度过高,硬质合金可能就像个气球一样鼓起来,然后各种性能就全乱套了,它可不会乖乖听话变成我们想要的坚韧家伙。

而温度过低呢,就好比你想把肉炖烂却用小火慢慢悠悠的,结果硬质合金就达不到应有的硬度和密度,软趴趴的,像个没骨气的小面团。

接着是烧结时间。

这时间啊,就像是给这个“菜”烹饪的时长。

时间太长,硬质合金可能就像在锅里煮过头的面条,变得又干又脆,还容易断裂,完全没有了那种恰到好处的韧性。

要是时间太短,就像你急急忙忙炒个菜,菜还是生的,硬质合金的内部结构还没来得及好好组合,性能就大打折扣,就像一个没经过训练的新兵,毫无战斗力。

再说说气氛控制。

这气氛就像是烹饪时的调味料。

如果气氛不对,比如氧含量没控制好,那硬质合金就像放在空气里太久的苹果,开始氧化生锈。

原本应该光鲜亮丽、坚不可摧的它,可能变得坑坑洼洼,像个长满麻子的脸。

粉末的粒度也是个关键因素。

粉末粒度就像食材的颗粒大小。

要是粉末粒度不均匀,那就好比你做米饭的时候米有大有小,煮出来的饭肯定有的生有的熟。

硬质合金的质量也会参差不齐,有的地方硬得像石头,有的地方又松松垮垮。

烧结过程中的压力也很有趣。

压力就像你在做煎饼的时候用的那把铲子压着的力度。

压力过大,硬质合金可能就被压得扁扁的,像被踩扁的易拉罐。

压力过小呢,它又不能紧密地结合在一起,就像一盘散沙,风一吹就散了。

还有加热速率,这就像是你开着车加速的过程。

加热太快,就像你开车突然猛踩油门,硬质合金可能会因为“晕车”而内部结构紊乱。

加热太慢,就像乌龟爬一样,生产效率低下,大家都等得心急火燎的。

添加剂的使用呢,就像是给菜加调料。

加少了没效果,就像炒菜没放盐,平淡无奇。

加多了又会破坏整体的平衡,就像糖放多了把菜变成了甜品,那可就完全不是我们想要的硬质合金了。

硬质合金生产工艺流程

硬质合金生产工艺流程

石蜡工艺硬质合金生产工艺1 生产工艺原理1.1 原理概述硬质合金是一种由难熔金属硬质化合物与粘结金属组成,采用粉末冶金方法生产,具有很高耐磨性和一定韧性的硬质材料。

由于所具有的优异性能,硬质合金被广泛应用于切削加工、耐磨零件、矿山采掘、地质钻探、石油开采、机械附件等各个领域。

矿用合金分厂石蜡工艺硬质合金的生产过程一般为:a) 将难熔金属硬质化合物(碳化钨、碳化钽等)、粘结金属(钴粉或镍粉)及少量添加剂(硬脂酸或依索敏)经过配料,在己烷研磨介质中进行混合和研磨,添加石蜡的料浆,再经真空干燥(或喷雾干燥)、过筛、制粒,制成掺蜡混合料;b) 掺蜡混合料经鉴定合格,经过精密压制,制成高精度压坯;c) 压坯经真空脱蜡烧结或低压烧结,制成硬质合金。

1.2 各工艺过程原理1.2.1 混合料制备原理称取所需的各组份原料及少量添加剂,装入滚动球磨机或搅拌球磨机,在球磨机中合金球研磨体的冲击、研磨作用下,各组份原料在己烷研磨介质中得到细化和均匀分布,在喷雾干燥前(或湿磨后期)加入一定量液态石蜡,卸料后经喷雾干燥、振动过筛(或真空干燥、均匀化破碎过筛),制成有一定成分和粒度要求的掺蜡混合料,以满足压制成型和真空烧结的需要。

1.2.2 压制原理将混合料装入定型模腔内,在压力机冲头或其它传压介质施予的压力的作用下,压力传向模腔内的粉末,粉末发生位移和变形,随压力的增加,粉末颗粒之间的距离变小,粉末颗粒之间发生机械啮合,孔隙度大大降低,同时在成型剂的作用下,混合料被密实成具有一定形状、尺寸、密度、强度的压坯。

在保证压力机、模具及混合料满足压制要求的基础上,利用有效手段控制过程中的各种影响因素,最终得到高精度尺寸的压坯。

由于粉末颗粒与模具壁之间的摩擦作用,使压力在压坯高度方向产生衰减,引起压坯单位高度上的重量变化,即反映了压坯密度的变化。

道斯特机械自动(或C35-160、C35-500、TPA45.2、TPA50/2、TPA20/3等)双向压力机,是靠机械凸轮在动力带动下完成压制动作,一旦动作的上下死点限定,压制动作就不会改变,故能保证压坯的高度不变,这时,装料量的变化会引起压制力的变化,从而引起压坯尺寸的变化,故应控制单重的波动范围,即通过控制压制工艺参数来实现等密度压制。

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硬质合金生产技术之压制和烧结-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII第三章压制第一节压制机理一,压制过程:粉末压制成型是粉末冶金生产的基本成型方法;在压摸中填装粉末,然后在压力机下加压,脱模后得到所需形状和尺寸的压坯制品,,粗略分三阶段:1,压块密度随压力增加而迅速增大;孔隙急剧减少。

2,压块密度增加缓慢,因孔隙在1阶段中大量消除,继续加压只是让颗粒发生弹性屈服变形。

3,压力的增大可能达到粉末材料的屈服极限和强度极限,粉末颗粒在此压力下产生塑性变形或脆性断裂。

因颗粒的脆性断裂形成碎块填入孔隙,压块密度随之增大。

二,压制压力:压制压力分二部分;一是没有摩擦的条件下,使粉末压实到一定程度所需的压力为“静压力”(P1);二是克服粉末颗粒和压模之间摩擦的压力为“侧压力”(P2)。

压制压力P=P1+P2侧压系数=侧压力P2÷压制压力P=粉末的泊松系数u÷(1-u)=tg2(45º-自然坡度角Φ÷2)侧压力越大,脱模压力就越大,硬质合金粉末的泊松系数一般为之间。

三,压制过程中的压力分布:引起压力分布不匀的主要原因是粉末颗粒之间以及粉末与模壁之间的摩擦力。

压块高度越高,压力分布越不均匀。

实行双向加压或增大压坯直径,能减少压力分布的不均匀性。

四,压块密度分布:越是复杂的压块,密度分布越不均匀;除压力分布的不均匀(压力降)外,装粉方式不正确,使压块不同部位压缩程度不一致,也会造成压块密度不均匀。

1,填充系数:是指压块密度Y压与料粒的松装密度Y松的比值;压缩比:是指粉末料粒填装高度h粉与压块高度h压之比;在数值上填充系数和压缩比是相等的。

K=Y压÷Y松=h粉÷h压2,为了减少压块密度分布的不均匀性:(1)提高模具的表面光洁度;(2)减少摩擦阻力;(3)提高料粒的流动性;(4)采用合理的压制方式;3,粉末粒度对压制的影响;(1)粉末分散度越大(松装越小),压力越大。

压块密度越小;有较大的强度值,成型性好。

(2)料粒较粗,压块容易达到较高的压块密度,但其密度分布往往是不均匀的;一般情况下,压块强度随成型剂的加入量而提高。

五,压块的弹性后效:1,弹性内应力:粉末颗粒内部和颗粒间接触表面上,由于原子间引力和吸力的相互作用,会产生一个与颗粒受力方向相反,并力求阻止颗粒变形,以便达到与压制压力平衡的作用力叫弹性内应力。

2,弹性后效:在除去压制压力和把压块脱模后,由于弹性内应力的松弛作用而引起压块体积膨胀的现象叫弹性后效。

3,在许多情况下,压块脱模后发生弹性膨胀是造成压块裂纹和分层的原因。

4,粉末粒度细,颗粒粗糙程度降低,颗粒间结合强度降低(成型不足或含水量大)以及氧化物和杂质含量增加都会增加弹性后效。

料粒干燥太干而变硬,也会增加弹性后效。

第一节压制工艺一,压模;1,压缩比(或填充系数):混合料愈细,则松装比容愈大,要压制成给定密度压块的压缩比也愈大。

一般在倍间;压模在压制过程中发生弹性变形往往造成脱模后压块的横向裂纹。

2,线收缩系数:压块尺寸与烧结制品相应尺寸之比。

压块密度越大,收缩系数越小。

二,压制工艺:模压成型包括称料,装模,压制,脱模以及压块干燥,修边(半检)和压块加工;压制压力机操作比较简单,关键在于安调整单重,尺寸以及处理由于设备故障及物料不稳定带来的一些问题。

三,压制废品:1,分层:沿压块的棱出现,与受压面呈一定角度,形成整齐的分界面叫分层。

造成压块分层的原因是压块中弹性内应力或弹性张力。

如混合料钴含量低,碳化物硬度高,粉末或料粒愈细,成型剂太少或分布不均匀,混合料过湿或过干,压制压力过大,单重过大,压块形状复杂,模具光洁度太差,台面不平,均有可能造成分层。

提高压块强度,减少压块内应力和弹性后效是解决分层的有效方法。

2,裂纹:压块中出现不规则局部断裂的现象叫裂纹。

由于压块内部的拉伸应力大于压块的抗张强度。

压块内部拉伸应力来自于弹性内应力。

应注意:影响分层的因素同样影响裂纹。

另外,延长保压时间或多次加压,减少压力,单重,改善模具设计和适当增加模具厚度,加快脱模速度,增加成型剂,提高物料松装密度;可以减少裂纹。

3,未压好(显颗粒):尽管压块孔隙度可达到40%左右,但由于压制时物料或压力降原因,压坯孔隙是不均匀的;如果局部空隙尺寸太大,烧结中无法消除,叫未压好。

料粒太硬,料粒过粗,物料松装太大;松装料粒在模腔中分布不均匀,单重偏低。

均可能造成未压好(显颗粒)。

第三节其他成型方法一,增塑性毛坯加工:利用增塑剂,提高模压成型压块的可塑性,随后进行各种机械加工,以制取压制品的方法叫增塑性毛坯加工,其生产原理:1,一般对毛坯收缩系数应控制在之间。

2,预烧:目的提高毛坯强度,同时在排除成型剂时形成小空隙,以利于随后的渗蜡,预烧在400℃时应保持较长的时间,预烧温度为700-800℃之间,预烧时间小时。

防止压块在脱蜡过程中起皮。

3,渗蜡:提高毛坯的可塑性,以利于加工,毛坯放入石蜡中的温度为60℃,缓慢升到180-200℃停止。

毛坯取出是石蜡温度为60℃。

4,切削加工:切削加工是应注意,由于毛坯强度低,容易夹裂;碳化物硬度高,易磨损刀具,应使用低钴细颗粒合金刀具,采用较大的前角和后角,低速,小刀进量;一,等静压制利用高压液体的静压力直接作用于装在弹性模具内的物料,使压块多向同时均衡受压的一种成型方法,通过传递压力的介质是水溶液,因而也称水静压制;等静压制时,压块强度,线收缩和成型压力没多大关系,一般在2吨/cm2以下。

1,模具:(型芯和模套)用来成型塑料模的外表,钻有孔眼的薄铁皮套筒;(弹性模具)须不易变形,不粘附压件。

2,成型工艺:将粉末装入弹性模具中,经密封后置于高压容器中,由高压泵打入液体介质,造成等静压力,使物料均匀受压,降压放出高压容器中的液体介质,然后取出压块;使用较细的料粒可以改善压块的表面质量。

装模均匀一致,密实,装好料的模具用塑料塞子塞住,用金属丝扎紧。

封模后进行真空排气处理,以免出现大气孔和表面缺陷。

装入等静压机的高压容器中,升成型,压力为600-1800KG/cm2。

3,干粉(干袋)压制:此工艺生产方式是由等静压制方式进化而成,物料装在塑料模套里,压缩空气推动液体介质,造成静压力,物料受压成型;一般压缸增压压力在13-15MPa。

松压后取出压坯。

主要用于棒材或模芯生产。

二,挤压成型:将经过增塑的混合料放入挤压筒中,在挤压筒的一端安放模子,模子上有所需挤压制品断面的模孔,在挤压筒的另一端插入挤压杆,挤压机的压力通过挤压杆转给混合料,使之通过模孔而成为具有一定形状的制品。

第一节氢气烧结将含有成型剂的压块装在石墨舟皿中,再充填有一定碳含量的氧化铝填料或石墨颗粒填料,然后,通常是装入连续推进式的钼丝炉内,在氢气保护下进行烧结,这个过程就是氢气烧结过程。

一,气相与烧结体反应原理:1,脱氧反应:MeO+H2=Me+H2O2,碳化钨的脱碳反应(温度在800-950℃以上):WC+H2O=W+H2+COWC+2H2=W+CH4(甲烷)3,增碳反应:CH4=C+2H2 (CH4来自成型剂在400-500℃产生分解时的裂化)2CO=CO2+C4,水煤气反应的产生:H2O+C=CO+H2 (碳来源于石墨舟皿,填料以及游离碳)二,实际烧结过程中常见的化学反应1,钴氧化物的还原:混合料中的某些细颗粒的钴粉是以氧化物形态存在的,较粗的钴粉表面也会形成氧化物膜;因钴粉在空气中储存,混合料湿磨,干燥以及压块长时间暴露于空气,压块的进一步干燥;通常细颗粒混合料中的氧含量甚至超过%,但钴的氧化物可以完全被氢和碳化物还原:2COO+2C=2CO+CO22COO+WC=2CO+W+CO23COO+3WC=W3CO3C+CO+CO22,湿氢脱碳:由于氢的含水量高达1000毫克/M3,温度达到950℃以上,使碳化钨急剧脱碳并形成η相;在固相烧结中,由于严重脱碳形成η相使压块体积增大。

线尺寸可增大6-7%,造成压块孔隙度增高使收缩困难;不均匀的脱碳造成制品变形。

为避免因氢气中含水量太高而造成脱碳,应充填石墨颗粒或含碳的氧化铝作保护。

3,气相渗碳:因炉气存在一氧化碳和甲烷带来的渗碳叫气相渗碳。

(1)固相渗碳阶段:在烧结过程的前面两个阶段,烧结体中为出现液相,压块还是一个多孔体,这时炉气渗碳是通过含碳气体在烧结体孔隙表面上分解出碳,然后此活性碳进一步向颗粒内部扩散,从而完成渗碳过程,采用高碳填料烧结,以便给缺碳的烧结体增碳,防止合金中出现η相组织。

(2)液相渗碳阶段:当烧结体进入液相烧结阶段以后,迅速收缩达到致密状态。

烧结体的渗碳过程是通过液态钴的吸碳过程来实现的。

由于烧结体中出现液相以后,碳在液相中的溶解度迅速增大,使液相渗碳明显进行,提高温度,增加保温时间,增加渗碳气体浓度都可以提高渗碳速度,合金含钴量高,碳化物颗粒细,都有利于液相渗碳。

三,成型剂的增碳作用:在低温烧结阶段,成型剂的分解使烧结体增碳。

1,成型剂增碳过程和特点:(1)橡胶:加热时会发生裂变,在低温烧结阶段分解成氢,甲烷等碳氢化合物和游离碳。

碳留在烧结体中,给烧结体一次增碳,碳氢化合物进入炉内,炉气的气相渗碳反应给烧结体二次增碳。

(2)石蜡:石蜡在蒸发冷凝过程中会发生某些变化。

石蜡在高温下裂化也会产生碳氢化合物气体,使烧结体渗碳,不过,渗碳量极少,只有高熔点石蜡才能产生较多的碳。

2,影响成型剂增碳的因素:(1)成型剂的加入量与增碳量成正比;(2)升温速度:升温速度越快,增碳越多。

反之,则越少。

(3)氢气流量:增大氢气流量,可减少成型剂的增碳量。

四,氢气烧结规范的选择:1,烧结温度:硬质合金的烧结温度通常应高于其主要碳化物与粘结金属的共晶温度40-100℃;如WC—CO的共晶点为1340℃,其烧结温度为1370-1440℃2,烧结时间:必须保证足够的时间才能完成烧结过程的组织转变。

尽管在一定的范围内,烧结温度和时间可以互相补充。

如高温快速或低温慢速。

但是,这个范围是有限的。

如果温度过于偏低,再延长烧结时间也不能使合金达到应有的密度。

为了在烧结温度下能达到平衡状态,并有充分的组织转变时间,通常保温1-2小时。

但是,烧结时间还受到其他因素的影响。

如制品大小就是一个重要的因素。

3,填料的选择:填料的作用在于氢气烧结中很重要,它可以在局部空间内造成一种适合于烧结体烧结的气氛,从而保证合金的碳含量在允许的范围内,使合金组织正常。

集中,待到烧结体出现液相,并致密化后,空气无法排出,就在烧结体阻力最小的表面形成臌泡;(2)烧结体内有生成大量气体的化学反应,当烧结体中存在某些氧化物,在出现液相以后才被还原,生成气体,这就会使制品臌泡;WC—CO合金一般由混合料中氧化物结块引起的。

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