[发明专利]一种脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金

说明书

为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，研发了一种脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金。采用细WC粉和高纯球形钴粉为原料，脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金，光斑直径和扫描速度能够影响硬质合金的表面均匀性及物相组成。如果光斑直径过大，则会造成能量不集中，造成对硬质合金加工困难。如果光斑直径过小，则能量过于集中，造成硬质合金表面烧蚀。扫描速度对硬质合金的影响同光斑直径类似。所制得的脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的硬质合金提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金。

背景技术

硬质合金是由一种或多种高硬度、高模量的间隙化合物与过渡族金属或其合金组成的复合材料，硬质合金具有强度、硬度高、耐磨性好及良好的红硬性等一系列优良性能，已成为现代工业部门和新技术领域不可缺少的工具材料和结构材料，广泛应用于难加工材料的切削加工刀具、精密工模具、高强高硬耐磨零部件和特种工具等机械加工领域以及地质勘探、矿山开采等工业领域。

激光具有单色性、高强度和短脉宽等优越性能，是诱发光化学反应最理想的光源。激光诱导化学反应主要是指激光光解反应以及由光解碎片引起的后续化学反应，例如，激光光解可以产生自由基或原子，所产生的自由基又可以诱发链锁反应。用各种波长激光（红外、可见、紫外）诱发的化学反应大约有几百种。

发明内容

本发明的目的是为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金的制备原料包括：细WC粉和高纯球形钴粉。

脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入球磨机中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为90r/min，球料比为6:1，球磨时间为32h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为1450℃，保温时间为90min。

脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金的检测步骤为：显微组织观察采用Qua250型场发射扫描电子显微镜，磨损形貌采用连续变倍体视显微镜及显微摄影系统观察，刀面磨损形貌采用Hi4800型场发射扫描电镜观察，化学成分采用Th7型能谱分析仪分析。

所述的脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金，单脉冲能量对硬质合金的性能有一定的影响，单脉冲能量的增加能够提升工件的最高温度，并且使反应界面均匀，能够将硬质合金加工成所需形状。

所述的脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金，光斑直径和扫描速度能够影响硬质合金的表面均匀性及物相组成。如果光斑直径过大，则会造成能量不集中，造成对硬质合金加工困难。如果光斑直径过小，则能量过于集中，造成硬质合金表面烧蚀。扫描速度对硬质合金的影响同光斑直径类似。

所述的脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金，工件热影响区的最大深度和最大宽度增大随着单脉冲能量的增大，以及扫描速度和光斑直径的减小，单脉冲能量和光斑直径是影响工件最高温度以及热影响区的主要因素。

本发明的有益效果是：

采用细WC粉和高纯球形钴粉为原料，经过配料、球磨、干燥、制粒、成形、烧结工艺成功制备了具有优异力学性能的脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金。其中，单脉冲能量、扫描速度及光斑直径对硬质合金的性能有一定的影响。所制得的脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的硬质合金提供一种新的生产工艺。

具体实施方式

实施案例1：