專利名稱：一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金材質(zhì)，特別涉及一種需要進(jìn)行焊接加工的球齒釬頭用硬 質(zhì)合金材質(zhì)。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金材質(zhì)的釬頭齒需要固定在釬頭褲體上以加工成為采掘加工工具，如球齒 釬頭，通常它是將硬質(zhì)合金齒通過焊接方式固定于鋼質(zhì)的基體上，這種硬質(zhì)合金齒的材質(zhì) 一般是Co含量為6wt% 8wt%、余量為碳化鎢(WC)的中粗顆粒硬質(zhì)合金。在加工焊接 時(shí)，硬質(zhì)合金材質(zhì)的齒被加熱，其溫度一般高達(dá)900°C 1000°C，這就要求硬質(zhì)合金具有 良好的抗熱沖擊性，確保在焊接過程中硬質(zhì)合金齒不會(huì)出現(xiàn)破裂，同時(shí)焊接過程不可避免 會(huì)使硬質(zhì)合金齒的內(nèi)部組織受到損傷，硬質(zhì)合金齒的韌性也會(huì)有不同程度的下降，在使用 過程中容易出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象，通常的做法是改變硬質(zhì)合金齒的合金成份以提高韌性，如提高 鈷含量或增加WC晶粒度，這種方法會(huì)導(dǎo)致硬質(zhì)合金齒的硬度即耐磨性下降，同樣也會(huì)影 響使用性能和球齒的整體壽命。因此如何有效地協(xié)調(diào)硬質(zhì)合金的耐磨性和韌性，滿足焊 接球齒釬頭的使用要求，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員正在探索的難題。專利號(hào)為ZL03124860.8、 ZL03124861. 6、ZL200310120819. 3、ZL200310120820. 6 的中國專利分別介紹了采用一定比 例的(20 30) μ m和一定比例的(1. 2 1. 8) μ m的WC混合與一定含量的Co搭配生產(chǎn)的 合金，該合金由于粗細(xì)WC粒徑差別太大，合金組織中的WC晶粒相差懸殊，且在燒結(jié)過程中 (1. 2 1. 8) μ mffC活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于20 30 μ mffC,會(huì)優(yōu)先溶解在鈷相中并在粗晶WC上沉淀 析出，使得粗晶WC往往會(huì)成長為夾粗晶粒，從而成為斷裂源，因此工藝控制難度大，且由于 該合金總的來說晶粒偏粗，耐磨性較差，不適于生產(chǎn)焊接球齒釬頭所用的硬質(zhì)合金。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的焊接用球齒釬頭用硬質(zhì)合金需進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種適于焊接的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它可使硬質(zhì)合金球齒 具有良好的韌性和硬度，保證硬質(zhì)合金球齒在經(jīng)過焊接加工后，仍能保持產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所要求 的硬度和耐磨性。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，其特征在于它由下述重量百分比的 組分原料制備而成6% 8% Co，余量為WC及不可避免的雜質(zhì)。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的WC包括粗顆粒WC粉和細(xì)顆粒WC粉，所述的 粗顆粒WC粉的粒度范圍為10 15 μ m，所述的細(xì)顆粒WC粉的粒度范圍為2. 0 3. 0 μ m， 所述的粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉的重量比為4 1-3 2。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，它還包括重量百分比為0. 2 0. 8%的TaC。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，它由下述重量百分比的組分原料制備而成8% Co, 0. 5%的TaC，余量為WC及不可避免的雜質(zhì)，所述的WC包括粗顆粒WC粉和細(xì)顆粒WC粉，所述的粗顆粒WC粉的粒度范圍為13. 8 μ m,所述的細(xì)顆粒WC粉的粒度范圍為2. 0 μ m，所述的 粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉的重量比為3 2。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明由于采用了兩種不同粒徑的WC作為原料，使合金組織中的WC晶粒為非均 勻結(jié)構(gòu)，由于合金組織中的粗細(xì)WC交錯(cuò)搭配，使WC與WC晶粒之間填充的鈷相層變薄，分布 也更加均勻，減少了合金中產(chǎn)生“鈷池”缺陷的機(jī)率。同時(shí)由于兩種粒度的WC粒度差別并 不太大，在燒結(jié)時(shí)兩者活性也相差不大，故合金中不會(huì)出現(xiàn)異常粗大的WC晶粒，從而降低 了在合金中形成新的斷裂源的可能性，由于斷裂源的減少，使合金的韌性得以提高。而且由 于鈷相層變薄，WC-Co相的界面增多，界面較多的晶格畸變及位錯(cuò)增加了合金的硬度，使合 金的耐磨性提高。由于該合金韌性得到提高，抗熱沖擊能力增強(qiáng)，在焊接過程中不會(huì)出現(xiàn)開 裂的情況，同時(shí)在韌性相同的情況下，該合金比普通合金的硬度有明顯的提高，產(chǎn)品的耐磨 性也有明顯的改善，從而能夠滿足焊接球齒釬頭用合金的使用要求。當(dāng)合金中添加0. 2 0. 8wt% TaC后，由于TaC的對(duì)合金中鈷相產(chǎn)生固溶強(qiáng)化的作 用，合金的硬度(HRa)能進(jìn)一步提高0. 3-0. 5左右，耐磨性也會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它由下述組分制備而成8% Co，余 量為WC及不可避免的雜質(zhì)，WC包括粗顆粒WC粉和細(xì)顆粒WC粉，粗顆粒WC粉的粒度為 11.5 μ m，細(xì)顆粒WC粉的粒度為2.0 μ m，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉的重量比為7 3。其生產(chǎn)方法是將粗細(xì)兩種不同的WC粉與的Co粉按常規(guī)方法進(jìn)行配料，濕磨24 小時(shí)后卸料，經(jīng)干燥、摻成型劑、制粒、壓制成型、脫成型劑、燒結(jié)制成硬質(zhì)合金。作為對(duì)比， 將單一 11.5ymWC粉(簡稱單一粗粉，下同)和單一 2. OymWC粉(簡稱單一細(xì)粉，下同) 分別與8wt% Co粉按上述相同的工藝制成硬質(zhì)合金，并將三種合金以及某現(xiàn)有技術(shù)的性能 進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如下實(shí)施例2:一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它由下述組分制備而成8% Co，余 量為WC及不可避免的雜質(zhì)，WC包括粗顆粒WC粉和細(xì)顆粒WC粉，粗顆粒WC粉的粒度為 14. 5 μ m，細(xì) 顆粒WC粉的粒度為2. 0 μ m，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉的重量比為3 2。WC粉與Swt %的Co粉按常規(guī)方法進(jìn)行配料，濕磨24小時(shí)后卸料，經(jīng)干燥、摻成型劑、制粒、壓制成 型、脫成型劑、燒結(jié)制成硬質(zhì)合金。作為對(duì)比，將單一 14. 5 μ mffC粉和單一 2. 0 μ mffC分別與 8wt% Co粉按上述相同的工藝制成硬質(zhì)合金。將三種合金性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如下
實(shí)施例3:一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它由下述組分制備而成8% Co，余 量為WC及不可避免的雜質(zhì)，WC包括粗顆粒WC粉和細(xì)顆粒WC粉，粗顆粒WC粉的粒度為 10. 2 μ m，細(xì)顆粒WC粉的粒度為3.0 μ m，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉的重量比為4 1。WC 粉與8襯％的Co粉按常規(guī)方法進(jìn)行配料，濕磨24小時(shí)后卸料，經(jīng)干燥、摻成型劑、制粒、壓 制成型、脫成型劑、燒結(jié)制成硬質(zhì)合金。作為對(duì)比，將單一 10. 2 μ mffC粉和單一 3. 0 μ mffC分 別與8wt% Co粉按上述相同的工藝制成硬質(zhì)合金。將三種合金性能進(jìn)行對(duì)比如下，結(jié)果如 下 實(shí)施例4 一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它由下述組分制備而成8% Co, 0. 5wt% TaC,余量為WC及不可避免的雜質(zhì)，WC粉包括12. 8 μ m粗顆粒WC粉和2. 2 μ m細(xì)顆 粒WC粉，粗細(xì)兩種不同的WC粉的重量比7 3，WC粉與8襯％的&)粉、0. 5wt% TaC按常 規(guī)方法進(jìn)行配料，濕磨24小時(shí)后卸料，經(jīng)干燥、摻成型劑、制粒、壓制成型、脫成型劑、燒結(jié) 制成硬質(zhì)合金。作為對(duì)比，將單一 11 μ mWC粉與8wt% Co粉、0. 5wt% TaC按相同的工藝制 成硬質(zhì)合金，將三種合金性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如下 實(shí)施例5 一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它由下述組分制備而成8% Co, 0. 5wt% TaC,余量為WC及不可避免的雜質(zhì)，WC包括13. 8 μ m粗顆粒WC粉和2. 0 μ m細(xì)顆 粒WC粉，粗細(xì)兩種不同的WC粉的重量比為3 2，WC粉與8襯％的(0粉、0. 5wt% TaC按 常規(guī)方法進(jìn)行配料，濕磨24小時(shí)后卸料，經(jīng)干燥、摻成型劑、制粒、壓制成型、脫成型劑、燒 結(jié)制成硬質(zhì)合金。作為對(duì)比，將單一 13. SymWC粉和單一 2. Oym WC分別與8wt% Co粉、 0. 5wt% TaC按相同的工藝制成硬質(zhì)合金，將三種合金性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如下 實(shí)施例6 一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它由下述組分制備而成8% Co, 0. 3wt% TaC,余量為WC及不可避免的雜質(zhì)。WC包括13. 5 μ m粗顆粒WC粉和2. 2 μ m細(xì)顆 粒WC粉，粗細(xì)兩種不同的WC粉的重量比為3 2，WC粉與8襯％的(0粉、0. 3wt% TaC按 常規(guī)方法進(jìn)行配料，濕磨24小時(shí)后卸料，經(jīng)干燥、摻成型劑、制粒、壓制成型、脫成型劑、燒 結(jié)制成硬質(zhì)合金。作為對(duì)比，將單一 13. SymWC粉和單一 2. 2μπι WC分別與8wt% Co粉、 0. 3wt% TaC按相同的工藝制成硬質(zhì)合金。將三種合金性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如下 實(shí)施例7 一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它由下述組分制備而成8% Co, 0. 7wt% TaC,余量為WC及不可避免的雜質(zhì)。WC包括12. 5 μ m粗顆粒WC粉和2. 0 μ m細(xì)顆 粒WC粉，粗細(xì)兩種不同的WC粉的重量比為7 3，WC粉與8襯％的(0粉、0. 7wt% TaC按 常規(guī)方法進(jìn)行配料，濕磨24小時(shí)后卸料，經(jīng)干燥、摻成型劑、制粒、壓制成型、脫成型劑、燒 結(jié)制成硬質(zhì)合金。作為對(duì)比，將單一 12. SymWC粉和單一 2. Oym WC分別與8wt% Co粉、 實(shí)施例8 一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它由下述組分制備而成6% Co，余量 為WC及不可避免的雜質(zhì)。WC包括10. 5 μ m粗顆粒WC粉和2. 0 μ m細(xì)顆粒WC粉，粗細(xì)兩種 不同的WC粉的重量比為7 3，WC粉與6襯％的Co粉按常規(guī)方法進(jìn)行配料，濕磨24小時(shí) 后卸料，經(jīng)干燥、摻成型劑、制粒、壓制成型、脫成型劑、燒結(jié)制成硬質(zhì)合金。作為對(duì)比，將單 -10. 5 μ mffC粉和單一 2. 0 μ m WC分別與6wt% Co粉按相同的工藝制成硬質(zhì)合金。將三種 合金性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如下
權(quán)利要求
一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，其特征在于它由下述重量百分比的組分原料制備而成6％～8％Co，余量為WC及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，其特征在于所述的 WC包括粗顆粒WC粉和細(xì)顆粒WC粉，所述的粗顆粒WC粉的粒度范圍為10 15 μ m,所述的 細(xì)顆粒WC粉的粒度范圍為2. 0 3. 0 μ m，所述的粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉的重量比為 4:1-3: 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，其特征在于它 還包括重量百分比為0. 2 0. 8%的TaC。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，其特征在于它由下 述重量百分比的組分原料制備而成8% Co，0. 5%的TaC，余量為WC及不可避免的雜質(zhì)，所 述的WC包括粗顆粒WC粉和細(xì)顆粒WC粉，所述的粗顆粒WC粉的粒度范圍為13. 8 μ m,所述 的細(xì)顆粒WC粉的粒度范圍為2.0μπι，所述的粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉的重量比為3 2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質(zhì)合金，它由下述重量百分比的組分原料制備而成6％～8％Co，余量為WC及不可避免的雜質(zhì)。所述的WC包括粗顆粒WC粉和細(xì)顆粒WC粉，所述的粗顆粒WC粉的粒度范圍為10～15μm，所述的細(xì)顆粒WC粉的粒度范圍為2.0～3.0μm，所述的粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉的重量比為4∶1-3∶2。本發(fā)明由于采用了兩種不同粒徑的WC作為原料，使合金組織中的WC晶粒為非均勻結(jié)構(gòu)，合金組織中粗細(xì)WC交錯(cuò)搭配，使WC與WC晶粒之間填充的鈷相層變薄，分布也更加均勻，減少了合金中產(chǎn)生“鈷池”缺陷的幾率。采用本發(fā)明可有效地協(xié)調(diào)硬質(zhì)合金的耐磨性和韌性，從而滿足焊接球齒釬頭的使用要求。
文檔編號(hào)C22C29/08GK101880809SQ201010195748
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者吳建國, 張國順, 李霞, 蔡球 申請(qǐng)人:株洲肯特硬質(zhì)合金有限公司