一种网状式硬质合金的生产方法与流程

    专利查询2025-08-10  27


    本发明涉及硬质合金,具体涉及一种网状式硬质合金的生产方法。


    背景技术:

    1、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,硬质合金广泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。

    2、现有硬质合金在改进断裂韧性的同时,易导致产品的耐磨性和导热性能降低,对于产品兼顾断裂韧性、耐磨性和导热性能的协调改进是本发明的技术难点,以及产品耐抗弯、冲击稳定性差,进一步的限制了产品使用效率。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种网状式硬质合金的生产方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、本发明解决技术问题采用如下技术方案:

    3、本发明提供了一种网状式硬质合金的生产方法,包括以下步骤:

    4、步骤一,按照重量份称取原料:60-65份碳化钨、钴粉10-15份、铬粉0.4-0.7份、镍粉2-5份、基于网状石墨烯改性的球磨调效液10-15份和热烧结促效剂20-25份;

    5、步骤二,将碳化钨、钴粉、铬粉和镍粉、基于网状石墨烯改性的球磨调效液混合球磨处理,球磨转速为1000-1500r/min,球磨2h,球磨结束,水洗、干燥,得到待成型剂;

    6、步骤三,将待成型剂压制成型,压制结束,得到成型体;

    7、步骤四,将成型体先预热至55-60℃,然后喷涂热烧结促效剂,喷涂至成型体表面浸润;

    8、步骤五,最后再热改进处理,处理结束,即可得到本发明的网状式硬质合金。

    9、优选地,所述压制成型的压制压力为10-15mpa,压制时间为1-2h。

    10、优选地,所述基于网状石墨烯改性的球磨调效液的制备方法为:

    11、s01:将网状石墨烯体先置于足量的质量分数5-7%的高锰酸钾溶液中搅拌混匀充分,然后水洗、干燥,再采用250-270℃的温度热处理10-15min,处理结束,冷却至室温,得到网状石墨烯活化剂;

    12、其中网状石墨烯体的制备方法为:

    13、配制2mg/ml的氧化石墨烯溶液和2mg/ml的纳米石墨烯片溶液,将二者溶液超声混合处理,超声功率350-400w,超声时间为20-30min,然后再于200℃水热反应12h,再用去离子水冲洗,干燥,得到网状石墨烯体;其中氧化石墨烯的层数为10层,横向尺寸为50nm;石墨烯纳米片的粒径为25um,层数10层;

    14、s02:将3-5份羧甲基纤维素、2-3份木质素磺酸钠溶液和2-4份碳化硅晶须混匀充分,然后再加入1-2份酒石酸继续混匀充分得到改性液;

    15、将网状石墨烯活化剂先浸入到网状石墨烯活化剂总量3-5倍的改性液中搅拌浸入处理,搅拌浸入结束,得到改性的网状石墨烯剂;

    16、s03:将改性的网状石墨烯剂、调节效进剂按照重量比5:3混合球磨处理,球磨转速为1500-1700r/min,球磨1-2h,球磨结束,水洗、干燥,得到调节改进的网状石墨烯体;

    17、s04:将调节改进的网状石墨烯体、十二烷基苯磺酸钠溶液和硅烷偶联剂kh550按照重量比(3-4):(5-7):1共混充分得到基于网状石墨烯改性的球磨调效液。

    18、优选地,所述木质素磺酸钠溶液的质量分数为5-8%;十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数4-6%。

    19、优选地,所述搅拌浸入处理的搅拌转速为450-550r/min,搅拌时间为30-40min。

    20、优选地,所述调节效进剂的制备方法为:

    21、将4-7份氮化硼和1-3份硬脂酸先加入到5-10份去离子水中,搅拌分散均匀,然后再加入2-4份氧化锆、3-5份硝酸钇溶液共混搅拌充分,最后水洗、干燥得到调节效进剂。

    22、优选地,所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5%。

    23、优选地,所述热烧结促效剂的制备方法为:

    24、s11:将氧化镧先采用质子辐照处理,辐照功率为350-400w,辐照20-30min,辐照结束,得到辐照的氧化镧;

    25、s12:将4-7份辐照的氧化镧、1-3份钌粉、3-6份柠檬酸钠溶液、1-2份纳米硅溶胶共混球磨处理,球磨转速1000-1500r/min,球磨2h,球磨结束,水洗、干燥,得到促调协效剂;

    26、s13:将促调协效剂、硅烷偶联剂kh560和壳聚糖溶液按照重量比4:1:7共混均匀得到热烧结促效剂。

    27、优选地,所述柠檬酸钠溶液的质量分数为4-6%;所述壳聚糖溶液的质量分数为2-5%。

    28、优选地,所述热改进处理的具体操作步骤为:

    29、先以2-5℃/s的速率升温至550℃,保温1-2h,然后再以1-3℃/s的速率升温至1050℃,烧结2-3h;

    30、再以1-2℃/s的速率升温至1420℃,继续烧结1-2h,烧结结束,最后以5-8℃/s的速率降至室温,即可。

    31、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

    32、1、本发明网状式硬质合金的生产方法采用碳化钨、钴粉、铬粉、镍粉为基体料,通过加入基于网状石墨烯改性的球磨调效液进行球磨改进,再配合压制成型、喷涂热烧结促效剂以及热改进工艺得到的硬质合金断裂韧性、耐磨性和导热性能实现协调改进,以及产品耐抗弯、冲击稳定性效果显著;产品中采用的基于网状石墨烯改性的球磨调效液进行球磨改进以及喷涂热烧结促效剂、热改进工艺进行联合作用,共同协调增效,产品的性能得到进一步的改进;

    33、2、基于网状石墨烯改性的球磨调效液采用网状石墨烯体经过高锰酸钾溶液、250-270℃的温度热处理优化网状石墨烯体的活性效能,同时网状石墨烯体具有网状结构,再体系中能够支撑体系产品,优化体系性能效果,以及再经过改性液改性,改性液中的碳化硅晶须、木质素磺酸钠溶液和羧甲基纤维素、酒石酸调和协调,共同协效,以晶须状结构的碳化硅晶须分布体系,进一步的协配网状石墨烯活化剂,增强体系产品性能效果;

    34、3、以及经过调节效进剂处理,调节效进剂采用氮化硼和硬脂酸、氧化锆、硝酸钇溶液共混搅拌充分,通过氮化硼、氧化锆配合硝酸钇溶液调和协效改性的网状石墨烯剂,进一步的增强体系的断裂韧性、耐磨性和导热性能实现协调改进,以及优化产品的耐抗弯、冲击稳定性效果,最后再经过十二烷基苯磺酸钠溶液和硅烷偶联剂kh550调和协配,经过球磨改进体系原料,增强原料之间的界面相容性,更好的将基于网状石墨烯改性的球磨调效液互搭协配到体系中,从而增强体系的性能效果;

    35、4、热烧结促效剂采用氧化镧经过质子辐照处理,激活氧化镧的活性效能,再通过钌粉、柠檬酸钠溶液和纳米硅溶胶共混球磨处理,协配配合氧化镧原料,以及配合硅烷偶联剂kh560和壳聚糖溶液,再成型体表面润湿,经过热改进处理,热烧结促效剂协调配合热改进处理,进一步的增强产品的性能效果,通过再热改进中细化、活化晶粒结构,增强组织体致密性,提高产品性能效果;

    36、5、热改进处理中采用2-5℃/s的速率升温至550℃,保温1-2h,然后再以1-3℃/s的速率升温至1050℃,烧结2-3h;再以1-2℃/s的速率升温至1420℃,继续烧结1-2h,烧结结束,最后以5-8℃/s的速率降至室温,通过连续的升温烧结改进,再经过冷却处理,优化组织结构烧结效果,提高产品的整体性能效果。


    技术特征:

    1.一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,所述压制成型的压制压力为10-15mpa,压制时间为1-2h。

    3.根据权利要求1所述一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,所述基于网状石墨烯改性的球磨调效液的制备方法为:

    4.根据权利要求3所述一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,所述木质素磺酸钠溶液的质量分数为5-8%;十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数4-6%。

    5.根据权利要求3所述一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,所述搅拌浸入处理的搅拌转速为450-550r/min,搅拌时间为30-40min。

    6.根据权利要求3所述一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,所述调节效进剂的制备方法为:

    7.根据权利要求6所述一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5%。

    8.根据权利要求1所述一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,所述热烧结促效剂的制备方法为:

    9.根据权利要求8所述一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,所述柠檬酸钠溶液的质量分数为4-6%;所述壳聚糖溶液的质量分数为2-5%。

    10.根据权利要求1所述一种网状式硬质合金的生产方法,其特征在于,所述热改进处理的具体操作步骤为:


    技术总结
    本发明涉及硬质合金技术领域,具体涉及一种网状式硬质合金的生产方法,包括以下步骤:按照重量份称取原料:60‑65份碳化钨、钴粉10‑15份、铬粉0.4‑0.7份、镍粉2‑5份、基于网状石墨烯改性的球磨调效液10‑15份和热烧结促效剂20‑25份。本发明网状式硬质合金的生产方法采用碳化钨、钴粉、铬粉、镍粉为基体料,通过加入基于网状石墨烯改性的球磨调效液进行球磨改进,再配合压制成型、喷涂热烧结促效剂以及热改进工艺得到的硬质合金断裂韧性、耐磨性和导热性能实现协调改进,以及产品耐抗弯、冲击稳定性效果显著。

    技术研发人员:刘能文,黄灿,赵敏杰
    受保护的技术使用者:株洲信达机械科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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