一种抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法与流程

本申请属于硬质合金，具体为一种抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法。

背景技术：

1、薄片类硬质合金凭借其高硬度、耐磨、耐腐蚀以及优异的高温稳定性等一系列优良性能，作为关键部件或基础材料被广泛应用于现代工业的诸多领域。在机械加工与模具制造中，它被用于制作车刀片、铣刀片等切削工具以及精密模具的嵌件和耐磨衬板；在纸品包装、印刷、轻纺等行业，则常见于瓦楞纸分切薄刀、印刷机械刮刀片、纺织机械导纱板等。此外，在电子电器与半导体领域，它用于制造真空镀膜部件、电子元件模具和电路板钻孔导板；在资源开采领域，用于制造凿岩钻头、截齿等耐磨部件；同时也被应用于制造阀门密封面衬片、化工耐蚀衬板等耐磨损、耐腐蚀的零部件。

2、在生产过程中，因为薄片类硬质合金具有厚度较小、平面面积大的特征，烧结阶段受压坯密度不均匀与烧结气氛的影响，易在烧结过程中产生变形，使薄片类硬质合金的尺寸精度降低，增加了后期加工的磨削成本和最终良品率。

技术实现思路

1、针对上述问题，本申请提供了一种抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，通过将薄片类硬质合金压坯在低温环境下进行冰冻，再转移至特定条件下进行表面轻微附氧，接着在烧结时使用压条约束压坯变形面，从而抑制薄片类硬质合金的烧结变形，提高薄片类硬质合金的合格率。

2、本申请的一种抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，包括以下步骤：

3、s1、根据预定尺寸获取硬质合金压坯，将所述硬质合金压坯进行冷冻；

4、s2、将冷冻后的所述硬质合金压坯转移至室温、湿度≥50%的环境中进行预处理10~60min；

5、s3、将预处理后的所述硬质合金压坯置于槽型舟皿中，并采用压条进行固定，接着进行烧结，得到硬质合金薄片。

6、在上述技术方案中，步骤s1中，将硬质合金压坯整体进行冷冻，为后续压坯进行表面附氧提供温度条件。步骤s2中，将冷冻后的硬质合金压坯转移至室温、湿度≥50%的环境中，此时空气中水分子含量较多，而冰冻后的压坯自身温度低，水分子将通过冷凝现象均匀附着在压坯表面，使表面吸水附氧，从而形成薄氧化层；烧结时，炉中碳气氛与这层氧化层发生反应，生成一氧化碳，从而消耗掉表面的部分氧，这个过程有助于减少压坯表面与内部因碳含量差异导致的收缩不同步；而控制冷冻后的硬质合金压坯在室温、湿度≥50%的环境中的放置时间在10~60min范围内，可以使表面附氧而整体氧化含量控制在性能合格范围内，在烧结时不会影响产品性能；时间过长，压坯表面容易吸附过量的水分，导致产品表面氧元素过量，在烧结时过量的氧元素与压坯本身的碳元素反应，容易造成产品脱碳，性能不合格；时间过短则吸水附氧不足，无法抵消压坯表面与内部的碳含量差异，导致产生形变。步骤s3中，相对于产品在平面舟皿上一面承力，在槽型舟皿中，可以放置产品两个面，且烧结收缩时两个面都可被约束平整；使用压条完全覆盖在压坯压制时填料面上以对压坯进行固定，压条会通过自身重力在烧结收缩过程始终对压坯填料面进行压平，减少烧结时因为压坯填料过程中，料靴前后移动造成的原料分布不均匀的影响，从而降低其变形翘起问题的发生，改善烧结后该面变形情况。

7、进一步的，所述预定尺寸的长为10~300mm、宽为10~80mm、高为2~15mm。

8、进一步的，所述步骤s1中，将所述硬质合金压坯置于-10~-30℃、湿度≤30%的环境中进行冷冻；

9、该低温干燥环境易于长时间存放硬质合金压坯，不会使压坯表面在短时间内氧化而影响产品整体碳含量，同时该环境可以使压坯整体温度降低至-10℃以下有助于后续吸水附氧。

10、进一步的，所述烧结的温度为1420~1440℃、时间为40~60min。

11、进一步的，所述硬质合金压坯的长、宽、高分别为所述预定尺寸的长、宽、高的1.21~1.26倍。

12、进一步的，所述槽型舟皿为v型槽舟皿。

13、进一步的，所述压条为冷等静压制备的石墨条，所述压条表面附有喷涂层；

14、冷等静压制备的石墨条密度高，自身孔隙率低，不易携带对合金性能产生影响的杂质元素；而压条与压坯的接触面附有喷涂层，因此不会发生粘结渗碳的情况，避免影响合金的性能。

15、进一步的，所述压条的质量为所述硬质合金压坯质量的20%~40%，以对所述硬质合金压坯产生足够的约束又不至于因为重量过大导致硬质合金压坯在烧结过程中产生弯曲。

16、进一步的，所述硬质合金薄片包括4wt%~12wt%的co，余量为wc、添加剂及不可避免的杂质。

17、进一步的，所述硬质合金薄片符合以下特征即为合格：

18、所述硬质合金薄片的长、宽、高与所述预定尺寸的长、宽、高的差值不超过0.5mm，且各面使用塞规测量，不发生0.3mm以上的弯曲；所述硬质合金薄片的钴磁为3%~10.5%、磁力为10~45ka/m，且不发生脱碳；

19、所述硬质合金薄片的合格率不低于98%。

20、本申请提出了一种抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，产生了如下有益效果：通过将冷冻后的硬质合金压坯转移至特定湿度下吸水附氧形成薄氧化层，有助于减少烧结时压坯表面与内部因碳含量差异导致的收缩不同步；通过压条约束压坯变形面，改善烧结后该面变形情况；通过压条约束与压坯表面吸水附氧在烧结时的协同作用，减少薄片类硬质合金的变形。

1.一种抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，所述预定尺寸的长为10~300mm、宽为10~80mm、高为2~15mm。

3.根据权利要求1所述的抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，所述步骤s1中，将所述硬质合金压坯置于-10~-30℃、湿度≤30%的环境中进行冷冻。

4.根据权利要求1所述的抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，所述烧结的温度为1420~1440℃、时间为40~60min。

5.根据权利要求1所述的抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，所述硬质合金压坯的长、宽、高分别为所述预定尺寸的长、宽、高的1.21~1.26倍。

6.根据权利要求1所述的抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，所述槽型舟皿为v型槽舟皿。

7.根据权利要求1所述的抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，所述压条为冷等静压制备的石墨条，所述压条表面附有喷涂层。

8.根据权利要求1所述的抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，所述压条的质量为所述硬质合金压坯质量的20%~40%。

9.根据权利要求1所述的抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，所述硬质合金薄片包括4wt%~12wt%的co，余量为wc、添加剂及不可避免的杂质。

10.根据权利要求1所述的抑制薄片类硬质合金烧结变形的方法，其特征在于，所述硬质合金薄片符合以下特征即为合格：