一种木材加工用超细低钴硬质合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种木材加工用超细低钴硬质合金材料及其制备方法，解决了现有技术中普通的切削刀具材料及结构越来越难以胜任或根本无法实现现有木材切削加工的技术问题。所述超细低钴硬质合金材料的制备包括下述重量百分比的原料：WC：90%

【技术实现步骤摘要】
一种木材加工用超细低钴硬质合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及硬质合金材料领域，具体涉及一种木材加工用超细低钴硬质合金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]切削加工是木材工业生产中最基本、最广泛、做重要的工艺之一，直接影响生产效率、加工成本和能源消耗。一方面，随着木材工业技术的进步，各种木质复合材料、贴面板、木竹集成材，尤其木材本身含有酸性油脂或有腐蚀性的粘结剂，这些材料逐渐变得越来越难切削加工，当前普通的切削刀具材料及结构越来越难以胜任或根本无法实现切削加工；另一方面，随着木材工业的发展进步，人造板生产设备、制材设备、家具制造设备等正朝自动化程度高、功能全、进给快和生产效率高的方向发展。上述两方面都对切削刀具材料提出了越来越高的要求；并且，木材切削特别是高端木材等加工对加工表面的光洁度要求越来越高，且要在不加冷却的条件下进行干切，使得刀具使用工况十分恶劣，对刀具材料的硬度及耐磨性、化学稳定性及耐腐蚀性，强度及稳定性有着特别高的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种木材加工用超细低钴硬质合金材料及其制备方法，以解决现有技术中普通的切削刀具材料及结构越来越难以达到使用寿命与稳定性兼顾的问题，实现木工的高效率加工生产。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0005]本专利技术提供的一种木材加工用超细低钴硬质合金材料，其制备包括下述重量百分比的原料：WC：90％
‑
98％；Co：2.0％
‑
7.5％；Ni：0
‑
3.0％；VC：0
‑
0.5％；TaC：0.2％
‑
2％；Cr3C2：0.5％
‑
2％；各原料的重量百分比之和为100％。
[0006]进一步的，各原料的重量百分比分别为：WC：92％
‑
95％；Co：2.5％
‑
5.5％；Ni：1.0％
‑
2.0％；VC：0.1％
‑
0.4％；TaC：0.5％
‑
1.5％；Cr3C2：0.8％
‑
1.2％；各原料的重量百分比之和为100％。
[0007]进一步的，各原料的重量百分比分别为：WC：93％；Co：3.5％；Ni：1.5％；VC：0.2％；TaC：0.8％；Cr3C2：1％。
[0008]进一步的，所述WC的费氏粒度为0.3
‑
0.5μm；所述Co的费氏粒度为0.5
‑
1.1μm；所述Ni、VC、TaC Cr3C2的费氏粒度≤1.0μm。
[0009]本专利技术提供的木材加工用超细低钴硬质合金材料的制备方法，其制备包括下述步骤：
[0010]S1、混合球磨：按配比将原料投入球磨机内进行湿式球磨，制得球磨料浆；
[0011]S2、干燥制粒：将步骤S1制得的球磨料浆经干燥、制粒制得混合料；
[0012]S3、压制成型：将步骤S2制得的混合料通过模压或等静压方式制得所需形状及尺寸的压坯；
[0013]S4、烧结：将步骤S3制得的压坯通过烧结炉经高温烧结，制得超细低钴硬质合金材料。
[0014]进一步的，所述步骤S1中，先加入VC、TaC和C
r3
C2进行预磨2
‑
5h，再加入WC、Co和Ni进行球磨，球磨时间为40
‑
100h。
[0015]进一步的，所述步骤S1中，预磨时，加入球磨介质和溶剂，加入的球磨介质为硬质合金材质的合金球或研磨棒，加量为原料总重量的3
‑
5倍；加入的溶剂为浓度＞97％的无水乙醇，加量为原料总重量的质量比为2
‑
5倍；
[0016]球磨时，加入成型剂，所述成型剂为石蜡或聚乙二醇，加量为原料总重量的2
‑
2.5％。
[0017]进一步的，所述步骤S2中，采用喷雾干燥制粒，喷雾压力为1000
‑
1500KPa，喷嘴孔径为1.0
‑
1.5mm。
[0018]进一步的，所述步骤S4中，所述高温烧结是采用低压烧结方式对压坯进行烧结处理，顺次包括：
[0019]①
采用分段升温进行真空脱水脱蜡，顺次为：
[0020]A1、脱水，保温温度段为：140
‑
170℃，保温15
‑
90min；
[0021]A2、预脱蜡，保温温度段为：260
‑
300℃，保温15
‑
90min；
[0022]A3、大量脱蜡，保温温度段为：320
‑
350℃，保温15
‑
90min；
[0023]A4、脱残蜡，保温温度段为：540
‑
580℃，保温15
‑
90min；接着升温至840
‑
880℃；
[0024]②
采用分段升温进行真空烧结，顺次为：
[0025]B1、脱氧，温度为：1050
‑
1100℃，保温15
‑
60min；
[0026]B2、钴相烧结，温度为：1200
‑
1250℃，保温15
‑
60min；
[0027]B3、液相烧结，温度为：1300
‑
1350℃，保温15
‑
60min；接着在最高烧结温度1400
‑
1450℃、炉内压力0
‑
10Pa保温4
‑
8h；
[0028]③
低压烧结，在温度为1400
‑
1450℃、炉内压力4
‑
6MPa保温0.5
‑
1.5h；
[0029]烧结完成后，得到硬质合金材料成品。
[0030]基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：
[0031]本专利技术提供的木材加工用超细低钴硬质合金材料及其制备方法，采用晶粒度为0.2
‑
0.5μm的超细WC作为原料，以及较低的Co含量，并将VC、TaC和Cr3C2作为添加剂加入，VC、TaC和Cr3C2的加入可通过吸附在WC表面，降低WC表面能，以抑制WC通过在Co相内的溶解析出，进而抑制WC晶粒长大，进而使WC晶粒保持原有粒度水平，可以保证材料具有更高的硬度、强度及韧性；而WC的晶粒度为0.2
‑
0.5μm，可以进一步增强材料的硬度、强度及韧性；同时选择Co粉的粒度为0.5
‑
1.1μm，可以使WC
‑
Co更加均匀的混合；进而可以保证材料兼具较高的硬度(以提高其耐磨性)、较高的强度(以提高其抗崩刃性)，且在高温加工过程保持较高的硬度(红硬性，干切性能优异)。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木材加工用超细低钴硬质合金材料，其特征在于，其制备包括下述重量百分比的原料：WC：90%
‑
98%；Co：2.0%
‑
7.5%；Ni：0
‑
3.0%；VC：0
‑
0.5%；TaC：0.2%
‑
2%；Cr3C2：0.5%
‑
2%；各原料的重量百分比之和为100%。2.根据权利要求1所述的木材加工用超细低钴硬质合金材料，其特征在于，各原料的重量百分比分别为：WC：92%
‑
95%；Co：2.5%
‑
5.5%；Ni：1.0%
‑
2.0%；VC：0.1%
‑
0.4%；TaC：0.5%
‑
1.5%；Cr3C2：0.8%
‑
1.2%；各原料的重量百分比之和为100%。3.根据权利要求1所述的木材加工用超细低钴硬质合金材料，其特征在于，各原料的重量百分比分别为：WC：93%；Co：3.5%；Ni：1.5%；VC：0.2%；TaC：0.8%；Cr3C2：1%。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的木材加工用超细低钴硬质合金材料，其特征在于，所述WC的费氏粒度为0.2
‑
0.5μm；所述Co的费氏粒度为0.5
‑
1.1μm；所述Ni、VC、TaC Cr3C2的费氏粒度≤1.0μm。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的木材加工用超细低钴硬质合金材料的制备方法，其特征在于，其制备包括下述步骤：S1、混合球磨：按配比将原料投入球磨机内进行湿式球磨，制得球磨料浆；S2、干燥制粒：将步骤S1制得的球磨料浆经干燥、制粒制得混合料；S3、压制成型：将步骤S2制得的混合料通过模压或等静压方式制得所需形状及尺寸的压坯；S4、烧结：将步骤S3制得的压坯通过烧结炉经高温烧结，制得超细低钴硬质合金材料。6.根据权利要求5所述的木材加工用超细低钴硬质合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，先加入VC、TaC和C
r3
C2进行预磨2
‑
5h，再加入WC、Co和Ni进行球磨，球磨时间为40
‑
100h。7.根据权利要求6所述的木材加工用超细低钴硬质合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，预...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘辉，单成，鲁攀，杨成亮，刘毅，邱嵩，颜焰，刘强，
申请(专利权)人：成都美奢锐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：