硬质合金切削工具的真空热处理研究

一、前言

硬质合金作为机械、矿山、电子、标准件等行业的工模具材料,虽然具有高硬度、耐磨、耐腐蚀等优良性能,但在矿山钻采和金属切削刀具的使用中,普遍存在的因韧性差导致严重崩刃脆断和早期磨损失效两大难题,限制了它的使用范围,特别在受冲击载荷的场合,如矿山凿岩、地质钻探、冷冲冷锻、粗铣等工模具材料中,不仅要求高硬度、耐磨,重要的还需要整体强韧性好。近十几年来,我们对硬质合金热处理作了比较系统的研究。80年代末,研制出新一代矿山用硬质合金,已得到了广泛应用,取得了显著的经济效益和社会效益。为了进一步拓宽与开发热处理硬质合金的使用领域,形成热处理硬质合金系列化,是今后研究的方向。这里重点对铣削和冲模用硬质合金的真空热处理进行了研究,并获得明显的效果。

二、试验方法

2.1 热处理方式

以前,硬质合金热处理方式是仿效钢材的热处理,即在硬质合金制品烧结后,再进行二次升温淬火,然后回火。而今我们用一种新的热处理方式来取代它,这种方式就是烧结淬火,即产品烧结后,不随炉冷却至室温,而是在烧结温度或冷却到一定的温度直接淬火,免去二次升温过程,从而达到省时、省力、降低能耗及提高效率的目的。

2.2 原料及合金牌号

本试验配制两种系列硬质合金:

①模具系列:YG15C、YG20C；

②铣削系列:YG6、YG8、YS30、YT14、YT5、YW2。

还配制了作某些条件对比试验用YG6C、YG8C、YG15合金。

配制以上合金所用WC、(TiW)C及Co粉均取自株洲硬质合金厂。

2.3 试验设备

硬质合金配料混合及压制直至脱蜡均采用常规生产设备,烧结淬火在WZS-20型和WZS-45型真空烧结淬火两用炉中进行。

在WZS-20炉做工艺试验,在WZS-45炉进行工业生产应用。两台真空炉均可完成真空烧结、真空淬火、气冷淬火等多种工艺。淬火工艺的全过程可按预先给定的程序自动进行,还可手动操作。

三、试验内容

常规检测项目采用的标准试样是5mm×5mm×30mm抗弯强度试样,用A116刀片测试合金密度、硬度和矫顽力。压制好的试样,经脱蜡后,做以下试验。

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