一种硬质合金的渗碳方法技术

本发明专利技术公开了一种硬质合金的渗碳方法，属于硬质合金制造领域，本发明专利技术采用脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉替代钼丝氢气烧结炉来进行渗碳烧结，石墨颗粒的密度较大，渗碳烧结过程中不容易散发到炉膛内部甚至真空管道内，不会损坏烧结炉管道，也不会散发到空气中污染环境；石墨颗粒与硬质合金脱碳制品的分离容易，不容易粘在硬质合金的表面，提高生产效率；采用石墨盖板将石墨舟皿密封，进一步防止石墨颗粒散发到炉膛内部甚至真空管道内，而且石墨盖板对控制渗碳过程的碳气氛起关键作用，有效地对硬质合金脱碳制品迸行渗碳处理，通过对脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉通入氩气，并控制一定的压力，实现了硬质合金脱碳缺陷的消除，工序短，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种硬质合金的渗碳方法
本专利技术属于硬质合金制造领域，具体涉及一种硬质合金的渗碳方法。
技术介绍
碳含量是影响硬质合金性能的关键因素，微量的碳含量波动会引起合金相组成和显微结构的变化，从而影响合金的性能。当合金中碳含量不足时，易出现脱碳组织相，这种相性脆且不稳定，会导致合金强度下降；当合金中碳含量较高时内部将出现游离态的石墨，石墨的存在破坏了合金基体的连续性，起到一定的割裂作用，对合金的强度、韧性及耐磨性等均产生不利影响。硬质合金制造过程的混合料配制、掺胶、垫烧涂料的刷盖和烧结等因素都会影响硬质合金碳含量的控制，使硬质合金制品发生缺碳和渗碳缺陷，缺碳和渗碳的制品需要通过后续渗碳和脱碳辅助工艺来补碳和去碳。硬质合金制品的渗碳和脱碳通常是用钼丝氢气烧结炉来完成的，随着制造技术的发展，钼丝氢气烧结炉已被普遍淘汰。目前，硬质合金制品的渗碳方法普遍采用填料法在真空炉中完成渗碳，在烧结过程抽真空情况下，密度较小的石墨粉末态会散发到炉膛内部甚至真空管道内，而导致烧结炉损坏，而且会散发到空气中，污染环境；同时，烧结温度时真空状态下，渗碳过程的碳气氛控制不好，渗碳效果不显著，增加了渗碳后硬质合金的次品率。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、成本低的硬质合金的渗碳方法，在脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉，采用被密封的石墨颗粒作为填料，可以防止石墨粉末飞扬损坏烧结炉，同时，保持一定的气氛压力，可有效地对硬质合金脱碳制品迸行渗碳处理。本专利技术提供一种硬质合金的渗碳方法，包括以下步骤：(1)在石墨舟皿中均匀铺设石墨颗粒，将硬质合金脱碳制品填埋至石墨颗粒中，采用石墨盖板将石墨舟皿密封，得到组装后的硬质合金与石墨组件；(2)将步骤(1)所得组装后的硬质合金与石墨组件放入脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉中进行渗碳烧结，渗碳烧结时直接升温至烧结温度进行保温，烧结温度为1370～1410℃，保温时间为30～90min，保温结束后，随炉冷却降至室温；(3)渗碳烧结完成后，从石墨舟皿的石墨颗粒中取出硬质合金制品，石墨颗粒循环使用，对硬质合金制品进行喷砂处理，得到渗碳处理后的硬质合金。作为优选，步骤(1)中，所述石墨颗粒的粒度为φ0.5～3.0mm，石墨颗粒为按质量百分比计100％的冶金级石墨颗粒。渗碳剂采用石墨颗粒，具有两方面的作用：一是石墨颗粒的松装密度较大，渗碳烧结过程中不容易散发到炉膛内部甚至真空管道内，因此不会损坏烧结炉管道，也不会散发到空气中污染环境；二是石墨颗粒与硬质合金脱碳制品的分离容易，不容易粘在硬质合金的表面，从而可以节约分离时间，提高生产效率。作为优选，步骤(2)中，采用脱蜡烧结一体炉时，烧结工艺气氛为：烧结温度前为真空气氛，达到烧结温度后，充入氩气，脱蜡烧结一体炉中氩气的绝对气压保持为50±10mbar。作为优选，步骤(2)中，采用压力烧结炉时，烧结工艺气氛为：烧结温度前为真空气氛，达到烧结温度后，充入氩气，压力烧结炉中氩气的绝对气压保持为10～60bar。本专利技术的有益技术效果为：本专利技术提供一种硬质合金的渗碳方法，采用脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉替代钼丝氢气烧结炉来进行渗碳烧结，采用较大的石墨颗粒(φ0.5～3.0mm)，由于石墨颗粒的密度较大，渗碳烧结过程中不容易散发到炉膛内部甚至真空管道内，因此不会损坏烧结炉管道，也不会散发到空气中污染环境；而且石墨颗粒与硬质合金脱碳制品的分离容易，不容易粘在硬质合金的表面，从而可以节约分离时间，提高生产效率。本专利技术提供一种硬质合金的渗碳方法，采用石墨盖板将石墨舟皿密封，进一步防止石墨颗粒散发到炉膛内部甚至真空管道内，而且石墨盖板对控制渗碳过程的碳气氛起关键作用，有效地对硬质合金脱碳制品迸行渗碳处理，通过对脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉通入氩气，并控制一定的压力，使碳气氛达到一定的浓度，实现了硬质合金脱碳缺陷的消除，工序短，生产成本低。附图说明图1是本专利技术硬质合金的渗碳方法的工艺流程图。图2为实施例1选取的硬质合金的脱碳金相图。图3为采用实施例1方法处理后的硬质合金金相图。图4为实施例2选取的硬质合金的脱碳金相图。图5为采用实施例2方法处理后的硬质合金金相图。图6为实施例3选取的硬质合金的脱碳金相图。图7为采用实施例3方法处理后的硬质合金金相图。图8为采用对比例1方法处理后的硬质合金金相图。具体实施方式下面将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，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的原理为：硬质合金脱碳制品填埋在冶金级石墨颗粒中，并且在石墨舟皿及石墨盖板的密封环境中，在烧结温度下，石墨制品在密封的舟皿空间内产生碳气氛，在炉内惰性气体气压下，舟皿内可持续保留住碳气氛，舟皿内碳气氛持续向硬质合金脱碳制品内部渗透，达到渗碳效果；采用较大的石墨颗粒(φ0.5～3.0mm)及密封的石墨舟皿可防止石墨颗粒在烧结炉抽真空时被抽走；根据制品牌号、型号、脱碳程度的不同，可调整烧结温度、保温时间与气氛压力。下面结合具体实施例和附图对本专利技术进行进一步说明：实施例1硬质合金脱碳制品，参数：牌号为YG8.2、尺寸320mm×12mm×4mm、金相显微组织有脱碳η相(E50)的长条薄片196kg，硬质合金金相图见图2。本专利技术提供一种硬质合金的渗碳方法，包括以下步骤：(1)将每件硬质合金脱碳制品摆放在方形石墨舟皿内，用石墨颗粒(φ0.5～3.0mm)填埋，并用石墨盖板密封覆盖，形成密封的石墨舟皿空间；(2)将密封的石墨舟皿放入脱蜡烧结一体炉中在真空气氛下直接升温到烧结温度1410℃，此时充入氩气，氩气压力保持在50±10mbar，保温时间为30min，保温结束后，随炉冷却降至室温；(3)渗碳烧结完成后，从石墨舟皿的石墨颗粒中取出硬质合金制品，石墨颗粒循环使用，对硬质合金制品进行喷砂处理，得到渗碳处理后的硬质合金。喷砂处理后的制品进行随机抽取2件作金相检测分析，分析结果金相显微组织无脱碳η相，金相显微组织C类均为C00，具体金相图见图3。实施例2硬质合金脱碳制品，参数：牌号为YG8、尺寸φ30mm×20mm、金相显微组织有脱碳η相(E14)的圆柱体24件，硬质合金金相图见图4。本专利技术提供一种硬质合金的渗碳方法，包括以下步骤：(1)将每件硬质合金脱碳制品摆放在圆形石墨舟皿内，用石墨颗粒(φ0.5～3.0mm)填埋，并用石墨盖板密封覆盖，形成密封的石墨舟皿空间；(2)将密封的石墨舟皿放入脱蜡烧结一体炉中，搭车其它硬质合金产品，升温到烧结温度1390℃，此时充入氩气，氩气压力保持在50±10mbar，保温时间为60min，保温结束后，随炉冷却降至室温；(3)渗碳烧结完成后，从石墨舟皿的石墨颗粒中取出硬质合金制品，石墨颗粒循环使用，对硬质合金制品进行喷砂处理，得到渗碳处理后的硬质合金。喷砂处理后的制品进行随机抽取2件作金相检测分析，分析结果金相显微组织无脱碳η相，金相显微组织C类均为C00，具体金相图见图5。实施例3硬质合金脱碳制品，参数：牌号为YG8.2、尺寸金相显微组织有脱碳η相(E06)的30件制品，硬质合金金相图见图6。本专利技术提供一种硬质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬质合金的渗碳方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在石墨舟皿中均匀铺设石墨颗粒，将硬质合金脱碳制品填埋至石墨颗粒中，采用石墨盖板将石墨舟皿密封，得到组装后的硬质合金与石墨组件；(2)将步骤(1)所得组装后的硬质合金与石墨组件放入脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉中进行渗碳烧结，渗碳烧结时直接升温至烧结温度进行保温，烧结温度为1370～1410℃，保温时间为30～90min，保温结束后，随炉冷却降至室温；(3)渗碳烧结完成后，从石墨舟皿的石墨颗粒中取出硬质合金制品，石墨颗粒循环使用，对硬质合金制品进行喷砂处理，得到渗碳处理后的硬质合金。

【技术特征摘要】
1.一种硬质合金的渗碳方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在石墨舟皿中均匀铺设石墨颗粒，将硬质合金脱碳制品填埋至石墨颗粒中，采用石墨盖板将石墨舟皿密封，得到组装后的硬质合金与石墨组件；(2)将步骤(1)所得组装后的硬质合金与石墨组件放入脱蜡烧结一体炉或压力烧结炉中进行渗碳烧结，渗碳烧结时直接升温至烧结温度进行保温，烧结温度为1370～1410℃，保温时间为30～90min，保温结束后，随炉冷却降至室温；(3)渗碳烧结完成后，从石墨舟皿的石墨颗粒中取出硬质合金制品，石墨颗粒循环使用，对硬质合金制品进行喷砂处理，得到渗碳处理后的硬质合金。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：江丙武，李强，谢皓，
申请(专利权)人：株洲硬质合金集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43