[发明专利]一种硬质合金材料的制备方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬质合金的制备方法与系统，用于制备新型硬质合金棒材，属于硬质合金技术领域。

由该新型硬质合金制备的整体刀具主要是用来加工HRC硬度＞60°以上的难加工材料，孔深可达150mm以上。

技术背景

现有技术中，用于深孔加工的高硬度硬质合金整体刀具基本上采用刀杆连接的方式进行加长，主要原因是，现有刀具的韧性和耐磨性不能同时满足要求。然而，刀杆连接式硬质合金刀具深孔加工通用性不强，行业需求量不大，有局限性，特别是精度差，寿命低，不能满足市场的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种硬质合金的制备方法，用于制备新型硬质合金棒材的整体刀具，具有韧性好、耐磨等特性，可用于大于150mm的深孔加工，提高刀具的使用寿命及工作效率、改善工件的品质。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种硬质合金的制备方法，其特征在于，以Fsss粒度为0.4μm的WC粉末、Fsss粒度大于0.8μm而小于1μm的Co粉末为原料，以碳化钒和碳化铬为抑制剂，经过配料、球磨、喷雾干燥、挤压成型、压力烧结工序(优选地还包含深加工工序)，制备出晶粒度小于0.6μm的(超细)硬质合金。

优选地，所述硬质合金为纳米级材料；所述硬质合金制备成插入棒材；和/或，所述硬质合金制备成棒材。

优选地，磨矿介质与物料的质量比为(4.6-5.0):1(优选4.8:1)；球磨时间65-75h；和/或，压力烧结工序中，烧结温度控制在1390-1410℃，烧结时间1.2-1.5h，烧结压力为7-9MPa。

优选地，所述的WC粉末、Co粉末和抑制剂的质量比为(85-88):(12-13.5):(0.8-1.2)。

优选地，所述的碳化钒和碳化铬抑制剂的质量比为0.8-1.2。

根据本发明的第二方面，提供了一种硬质合金，其特征在于，该硬质合金通过本发明所述的方法制成。

优选地，所述硬质合金为纳米级材料；所述硬质合金制备成插入棒材；和/或，所述硬质合金制备成棒材。

根据本发明的第三方面，提供了一种硬质合金的制备系统，其特征在于，该系统依次包括配料装置、球磨装置、喷雾干燥装置、挤压成型装置和压力烧结装置(优选地还包含深加工装置)，配料装置包括WC粉末粒度控制器、Co粉末粒度控制器、碳化钒和碳化铬比例控制器、以及WC粉末、Co粉末和抑制剂的质量比控制器；球磨装置包括磨矿介质与物料的质量比控制器、球磨时间控制器；压力烧结装置包括烧结温度控制器、烧结时间控制器、烧结压力控制器。

优选地，所述硬质合金为纳米级材料；所述硬质合金制备成插入棒材；和/或，所述挤压成型装置包括棒材成型模具。

优选地，WC粉末粒度控制器为Fsss粒度为0.4μm的控制器；Co粉末粒度控制器为Fsss粒度大于0.8μm而小于1μm的控制器；磨矿介质与物料的质量比控制器为(4.6-5.0):1(优选4.8:1)的控制器；球磨时间控制器为65-75h的控制器；烧结温度控制器为1390-1410℃的控制器；烧结时间控制器为1.2-1.5h的控制器；烧结压力控制器为7-9Mpa的控制器；碳化钒和碳化铬比例控制器为0.8-1.2的控制器；和/或，WC粉末、Co粉末和抑制剂的质量比控制器为(85-88):(12-13.5):(0.8-1.2)的控制器。

根据本发明，优化了硬质合金原料、抑制剂等的配料，以及球磨、烧结工艺技术参数，制备出了新型硬质合金。

根据本发明，以Fsss粒度为0.4μm的WC粉末、Fsss粒度大于0.8μm、小于1μm的Co粉末为原料，以及碳化钒和碳化铬为抑制剂，经过配料、球磨、喷雾干燥、挤压成型、压力烧结和深加工等工序，制备出晶粒度小于0.6μm的新型硬质合金棒材；磨矿介质与物料的质量比为4.8：1，球磨时间65-75h；压力烧结工序中，烧结温度控制在1390-1410℃，烧结时间1.2-1.5h，烧结压力为7-9Mpa。

优选地，所述的WC粉末、Co粉末和抑制剂的质量比为(85-88):(12-13.5):(0.8-1.2)。

优选地，所述的碳化钒和碳化铬抑制剂的质量比为0.8-1.2。

根据本发明的新型硬质合金，韧性强、耐磨性好，使用该材质进行深孔加工，刀具的使用寿命能提高近30％，切削速度能提升15％。

根据本发明的新型硬质合金，属高端产品，具有高硬度、韧性强的综合力学性能，耐磨抗折性强。