[发明专利]用于调整硬质合金压制条件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硬质合金的生产技术领域，且具体地涉及硬质合金压制条件的调整和设定。

背景技术

硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料，其具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。当前，硬质合金广泛用作刀具材料，模具材料、耐磨材料、矿山工具材料等。

硬质合金的生产制备通常包括混合料制备、压制成型、烧结等主要过程。为了使合金具有必要的强度和硬度，将粘结金属以细粉末状加入到硬质化合物中，必要时加入其他组元，以制成均质的且粒度达到一定要求的混合料。随后，在压模中填装混合料粉末并在压力机下加压，经脱模后得到所需形状和尺寸的压坯制品。最后，再将压坯制品进行烧结，也即加热到一定温度，并保持一定的时间，然后冷却，从而得到一定尺寸的烧结坯块制品。

硬质合金烧结坯块制品尺寸控制的好坏，直接体现产品的质量，并且与生产成本的高低密切相关。对于单轴压制的硬质合金产品，当混合料质量、压模质量、压制方式、烧结工艺等确定之后，其烧结坯块制品的尺寸大小，则完全由压制条件（也即，压坯单重和压坯高度）确定。压坯的单重和高度是压制成型工艺中最基本的参数，也是影响坯块尺寸精度最主要的参数。

当前，对于硬质合金产品压制条件的确定，如图1中所示，通常包括以下步骤：(1)初算压制条件的理论值；(2) 第一次试制（包括第一次试压和试烧）；(3)调整压制条件；(4)再次试压和试烧（也即再次试制）；(5)最终确定压制条件。其中，步骤(3)和步骤(4)通常需要重复多次。

在图1所示的确定硬质合金产品压制条件的过程中，压制条件的调整显得尤为重要。压制条件调整结果的好坏，直接决定着试制过程的次数，从而对生产成本的控制产生显著影响。然而，目前调整压制条件的方法，一般还是凭人工经验进行调整和通过再次试压和试烧来予以验证。

应当认识到的是，仅凭人工经验调整压制条件，虽然技术难度不高且易于执行，但其缺点也很明显，主要有：

（1）由于缺少理论指导，对于经验不丰富者而言难免存在调整的盲目性，不易得到最佳的压制条件；

（2）耗费的时间周期长，因为每次调整都需用再次试压和试烧来验证，而每一次试压和试烧的周期最少为24小时，并且调整通常还需多次进行。

发明内容

本发明的一个目的在于，以理论计算为基础，把理论计算与试压和试烧相结合，消除调整的盲目性。

本发明的另一个目的在于，简化调整的程序，减少“试压和试烧”的次数，从而减少调整的时间。期望的是，只需初次试压和试烧（也即试制）和一次理论指导下的调整便能最终确定压制条件。换言之，调整之后无需再次试压和试烧。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于调整硬质合金产品的压制条件的方法，包括：初步计算压制条件的理论值而得到初算压坯单重和初算压坯高度；基于初算压坯单重和初算压坯高度在压模中填装适量的混合料粉末进行压制而获得试制压坯高度H₁和试制压坯单重W₁，并对压制所得的压坯制品进行烧结而得到烧结坯块制品以获得试制烧结坯块制品高度h₁以及试制烧结坯块制品体积v₁；根据期望的烧结坯块制品的目标尺寸（通常包括例如目标烧结坯块制品体积v₂和/或目标烧结坯块制品高度h₂）并利用第一公式计算得到目标压坯单重W₂以及利用第二公式计算得到目标压坯高度H₂；以及将目标压坯单重W₂和目标压坯高度H₂调整作为硬质合金产品的最终压制条件。

其中，第一公式为

，以及

第二公式为

。

在一个示例性实施例中，压制成型采用单向的单轴压制成型。作为备选，压制成型也可采用双向的单轴压制成型。

在另一个示例性实施例中，在确定最终压制条件之后还利用目标压坯单重和目标压坯高度，在压模中填装适量的混合料粉末进行压制、烧结以确定最终得到的烧结坯块制品是否符合目标尺寸。

在又一个示例性实施例中，在初步计算压制条件的理论值之前，先行确定混合料质量、压模质量、压制方式、烧结工艺等参数。