一种基于放电等离子的硬质合金烧结成型导轮的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于放电等离子的硬质合金烧结成型导轮的方法。包括步骤一，配料：60％‑75％的WC粉末、5％‑7.5％Co粉末和0.8％‑0.85％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末；步骤二，湿磨；步骤三，筛分和干燥；步骤四，放电等离子烧结。本发明专利技术采用的放电等离子烧结工艺进行制备导轮，晶粒均匀、密度高、力学性能好，在几分钟的时间内即可制成导轮结构，是利用脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结过程，通过瞬时产生的放电等离子使烧结体内部每个颗粒产生均匀的自发热并使颗粒表面活化，由于升温、降温速率快，保温时间短，使烧结过程快速跳过表面扩散阶段，减少了颗粒的生长，同时也缩短了制备周期，节约了能源。

Method for producing cemented carbide sintered guide wheel based on discharge plasma

The invention discloses a method for producing cemented carbide sintered guide wheel based on discharge plasma. Ingredients: 60% steps including one, 75% WC powder, 7.5%Co powder and 5% 0.8% 0.85% inhibitor, margin for ceramic powder; wet grinding; step two, step three, step four, sieving and drying; spark plasma sintering. The spark plasma sintering technique provided by the invention of the preparation guide, grains and high density, good mechanical properties, in a few minutes can be made of wheel structure, is the instantaneous high temperature field by using pulse energy, pulse pressure and Joule heat generated to the sintering process, the instantaneous discharge plasma of the interior each particle sintered to produce uniform self heating and the particle surface activation, due to heating and cooling rate, holding time, the sintering process of fast skip surface diffusion stage, reduced particle growth, but also shorten the preparation cycle, saving energy.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于导轮
，特别是涉及一种基于放电等离子的硬质合金烧结成型导轮的方法。
技术介绍
导轮是在热轧棒材生产线中消耗量较大的重要备件，是轧钢导卫总成中的关键部件，影垧着轧机作业率等技术经济指标。使用的很多导卫件耐热性能不足，出现粘钢等现象，还有一些工艺件耐磨性、热疲劳性能不好，影响了使用寿命以及轧材质量。硬度磨损的物理本质是一种特殊形式的断裂过程，发生在磨损件的表层和亚表层。在考虑硬度值时，不能简单认为硬度越高耐磨性越好，要充分考虑其在各种状态下的硬度。比如:工作过程中由于表面硬化或软化而改变了的硬度；由于与高温轧件接触而使表面温度升高，要考虑髙温硬度。韧性滚动导轮的断裂一般为脆性断裂。为防止脆断的发生，要不断提高材料的抗断裂能力。放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering，简称SPS)是一种快速烧结新工艺，它在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进行加热烧结，是利用脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结过程，通过瞬时产生的放电等离子使烧结体内部每个颗粒产生均匀的自发热并使颗粒表面活化，由于升温、降温速率快，保温时间短，使烧结过程快速跳过表面扩散阶段，减少了颗粒的生长，同时也缩短了制备周期，节约了能源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于放电等离子的硬质合金烧结成型导轮的方法，通过采用的热等静压烧结工艺进行制备导轮，粉末被压制和烧绵成致密的零件，降低了制品的烧结温度，改善了制品的晶粒结构，消除了材料内部颗粒间的缺陷和孔隙，提高了材料的致密度和强度。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种基于放电等离子的硬质合金烧结成型导轮的方法，包括如下步骤：步骤一，配料：60％-75％的WC粉末、5％-7.5％Co粉末和0.8％-0.85％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末；A超细WC粉末的制备：将C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氢气氛的回转炉内直接连续还原碳化制备WC粉末，在氢气保护下还原24h-50h,回转炉的温度稳定在1500℃-2000℃，合成了晶粒度为1.0-1.5圆的WC粉体；B Co粉的制备：将Co粉置于球磨机中，在氢气保护下球磨30h-50h,形成0.2-0.3μm的Co粉；C晶粒抑制剂：包括60％-75％的VC和25％-40％的Gr5C3；步骤二，湿磨：将步骤一制备好的配料60％-75％的WC粉末、5％-7.5％Co粉末和0.8％-0.85％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末加入到罐中，以液体乙醇为球磨介质，A和B的球料比为10:1，球磨过程中加入四氯化钛，球磨机的转速在90-100r/min，球磨时间在130h-160h；步骤三，筛分和干燥：将步骤二磨好的粉末放入导轮模具中；步骤四，放电等离子烧结：将步骤三制成的导轮模具放入放电等离子烧结炉中，通电后3-5min即制成导轮。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用的放电等离子烧结工艺进行制备导轮，晶粒均匀、密度高、力学性能好，在几分钟的时间内即可制成导轮结构，是利用脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结过程，通过瞬时产生的放电等离子使烧结体内部每个颗粒产生均匀的自发热并使颗粒表面活化，由于升温、降温速率快，保温时间短，使烧结过程快速跳过表面扩散阶段，减少了颗粒的生长，同时也缩短了制备周期，节约了能源。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一步骤一，配料：60％的WC粉末、5％Co粉末和0.8％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末；A超细WC粉末的制备：将C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氢气氛的回转炉内直接连续还原碳化制备WC粉末，在氢气保护下还原24h-50h,回转炉的温度稳定在1500℃-2000℃，合成了晶粒度为1.0-1.5圆的WC粉体；B Co粉的制备：将Co粉置于球磨机中，在氢气保护下球磨30h-50h,形成0.2-0.3μm的Co粉；C晶粒抑制剂：包括60％-75％的VC和25％-40％的Gr5C3；步骤二，湿磨：将步骤一制备好的配料60％的WC粉末、5％Co粉末和0.8％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末加入到罐中，以液体乙醇为球磨介质，A和B的球料比为10:1，球磨过程中加入四氯化钛，球磨机的转速在90-100r/min，球磨时间在130h-160h；步骤三，筛分和干燥：将步骤二磨好的粉末放入导轮模具中；步骤四，放电等离子烧结：将步骤三制成的导轮模具放入放电等离子烧结炉中，通电后3-5min即制成导轮。随着烧结温度的增加，WC-Co-陶瓷合金在一定保温时间下(10min)1050℃时样品基本上没有致密化，随着烧结温度提高，样品的致密化迅速增加，到1100℃时达到89.0％的相对密度，之后则基本上没有变化。实施例二一种基于放电等离子的硬质合金烧结成型导轮的方法，如下步骤：步骤一，配料：70％的WC粉末、6％Co粉末和0.85％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末；A超细WC粉末的制备：将C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氢气氛的回转炉内直接连续还原碳化制备WC粉末，在氢气保护下还原24h-50h,回转炉的温度稳定在1500℃-2000℃，合成了晶粒度为1.0-1.5圆的WC粉体；B Co粉的制备：将Co粉置于球磨机中，在氢气保护下球磨30h-50h,形成0.2-0.3μm的Co粉；C晶粒抑制剂：包括60％-75％的VC和25％-40％的Gr5C3；步骤二，湿磨：将步骤一制备好的配料70％的WC粉末、6％Co粉末和0.85％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末加入到罐中，以液体乙醇为球磨介质，A和B的球料比为10:1，球磨过程中加入四氯化钛，球磨机的转速在90-100r/min，球磨时间在130h-160h；步骤三，筛分和干燥：将步骤二磨好的粉末放入导轮模具中；步骤四，放电等离子烧结：将步骤三制成的导轮模具放入放电等离子烧结炉中，通电后3-5min即制成导轮。随着烧结温度的增加，WC-Co-碳纤维粉末合金在一定保温时间下(10min)1100℃时样品基本上没有致密化，随着烧结温度提高，样品的致密化迅速增加，到1150℃时达到99.3％的相对密度，之后则基本上没有变化。实施例三一种基于放电等离子的硬质合金烧结成型导轮的方法，如下步骤：步骤一，配料：75％的WC粉末、7.5％Co粉末和0.85％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末；A超细WC粉末的制备：将C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氢气氛的回转炉内直接连续还原碳化制备WC粉末，在氢气保护下还原24h-50h,回转炉的温度稳定在1500℃-2000℃，合成了晶粒度为1.0-1.5圆的WC粉体；B Co粉的制备：将Co粉置于球磨机中，在氢气保护下球磨30h-50h,形成0.2-0.3μm的Co粉；C晶粒抑制剂：包括60％-75％的VC和25％-40％的Gr5C3；步骤二，湿磨：将步骤一制备好的配料75％的WC粉末、7.5％Co粉末和0.85％晶粒抑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于放电等离子的硬质合金烧结成型导轮的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，配料：60％‑75％的WC粉末、5％‑7.5％Co粉末和0.8％‑0.85％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末；A超细WC粉末的制备：将C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氢气氛的回转炉内直接连续还原碳化制备WC粉末，在氢气保护下还原24h‑50h,回转炉的温度稳定在1500℃‑2000℃，合成了晶粒度为1.0‑1.5圆的WC粉体；B Co粉的制备：将Co粉置于球磨机中，在氢气保护下球磨30h‑50h,形成0.2‑0.3μm的Co粉；C晶粒抑制剂：包括60％‑75％的VC和25％‑40％的Gr5C3；步骤二，湿磨：将步骤一制备好的配料60％‑75％的WC粉末、5％‑7.5％Co粉末和0.8％‑0.85％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末加入到罐中，以液体乙醇为球磨介质，A和B的球料比为10:1，球磨过程中加入四氯化钛，球磨机的转速在90‑100r/min，球磨时间在130h‑160h；步骤三，筛分和干燥：将步骤二磨好的粉末放入导轮模具中；步骤四，放电等离子烧结：将步骤三制成的导轮模具放入放电等离子烧结炉中，通电后3‑5min即制成导轮。...

【技术特征摘要】
1.一种基于放电等离子的硬质合金烧结成型导轮的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，配料：60％-75％的WC粉末、5％-7.5％Co粉末和0.8％-0.85％晶粒抑制剂，余量为陶瓷粉末；A超细WC粉末的制备：将C粉和WO3粉按原子比1:1的比例置于氢气氛的回转炉内直接连续还原碳化制备WC粉末，在氢气保护下还原24h-50h,回转炉的温度稳定在1500℃-2000℃，合成了晶粒度为1.0-1.5圆的WC粉体；B Co粉的制备：将Co粉置于球磨机中，在氢气保护下球磨30h-50h,形成0.2-0.3μm的C...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仕堂，完永云，吴翠凤，常焰平，胡峰，史宣菊，
申请(专利权)人：合肥东方节能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34