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硬质合金涂层基体制备工艺
发布日期:2013-04-24
作者:株洲三鑫

           硬质合金涂层工艺是硬质合金工业高端发展的潮流要求,硬质合金涂层基体制备工艺流程包括混合料制备、压制成形和烧结三个主要阶段,与传统的硬质合金生产工艺一致,但各类不同的基体也有各自制备工艺的特点。

           1.WC-Co硬质合金

           钨钴硬质合金需要控制好合金的碳含量。在现有的各类硬质合金中,碳含量对WC-Co合金的组织和性能最为敏感,特别是低钴细晶粒硬质合金最为突出。在碳含量的严格控制,硬质合金中不出现第三相或只有微量石墨的情况下,要求原始碳化钨粉末粒度组成范围要窄、均匀性要好,经球磨以后的Co钴相分布要均匀,这样才能获得组织均匀和晶粒度符合要求的硬质合金。要制取优质的细晶粒硬质合金,除采用细钨粉以制备细碳化钨粉末外,还必须辅以强化球磨,进一步使碳化钨破碎。在烧结过程中为防止碳化钨晶粒过分长大,常添加少量Cr3C2

           2.WC-TiC-Co硬质合金

           由于硬质合金中含有一定数量的碳化钛(碳化钛的含碳量高达20.05%),WC-TiC(碳化钛)-Co硬质合金的配碳量一般低于理论值。硬质合金组织对碳量的敏感程度也较低,与WC-Co硬质合金相比,WC-TiC-Co合金出现脱碳相或石墨的可能性要小一些。

           在制备WC-TiC-Co合金时,碳化钛以固液体的形式加入,以防止出现环形结构等组织缺陷,保证合金有较高的性能。在生产上,还应根据不同牌号的使用性能要求,来选择不同成分的固液体。通常除两相合金外,都采用为饱和态固液体,以防止烧结过程中碳化物的析出。

           由于碳化钛硬度高,含有(W、Ti)C固溶体粉末的混合料粒的硬度也高,混合料压制性比WC-Co合金混合料差,较易损坏模具。目前,国内外大多数厂家都是采用真空烧结来生产WC-TiC-Co硬质合金,株洲三鑫硬质合金生产有限公司也不例外。

           3.WC-TiC-TaC(NbC)-Ti(C,N)-Co硬质合金

           目前脱β相剃度硬质合金的制备一般都采用分段烧结的方法。先将粉末压坯在充N2气氛下加热到1380℃左右,然后降温,再真空加热到烧结温度1420℃,从而得到脱β相层剃度合金。这样通过第一步充氮气氛的烧结可以先使硬质合金在不脱N的情况下实现致密化,而第二步则可以实现脱β相剃度层的生成。

            4.Ti(C,N)基硬质合金

            Ti(C,N)基硬质合金对合金的碳含量控制依旧十分重要,不同与WC基硬质合金,仅满足与合金组织中不出现石墨或脱碳相,而是需要控制Ti(C,N)的化学成分和微观性能。与WC合金相比,采用真空烧结对提高Ti(C,N)基硬质合金的质量十分有利,能确保合金的高性能。为了防止生成片板状粗晶粒碳化物,必须严格控制湿磨工艺制度及烧结温度,通常湿磨时间不应低于72小时;烧结时宜采用较慢的升温速度,烧结温度一般采用1380℃,保温90~120分钟。

            硬质合金产品生产工艺都离不开传统的模式,当然更新的硬质合金涂层基体制备工艺也需要针对具体情况而论,总而言之,以保证硬质合金产品使用性能为目标。

 

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