硬质合金耐磨导电块及其制备方法和应用 |
|||||||
| 申请号 | CN201710692174.2 | 申请日 | 2017-08-14 | 公开(公告)号 | CN107475591A | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 江苏金南天安全技术有限公司; | 发明人 | 冯小华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种硬质 合金 耐磨导电 块 及其制备方法和应用，导电块主要由 质量 百分比为70-75% 碳 化钨、15-25%的钴和15%以下的稀有金属组成。本发明的硬质合金耐磨导电块的组成成分设计新颖，通过包括搅拌混合、 冷压 成型和高温 烧结 等工艺制备而成，结构稳定，兼具强度高和 导电性 能好的优点，可广泛用于多种领域。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种硬质合金耐磨导电块，其特征在于：主要由质量百分比为70-75％碳化钨、15- |
||||||
| 说明书全文 | 硬质合金耐磨导电块及其制备方法和应用技术领域[0001] 本发明涉及金属导电材料技术领域，特别是涉及一种硬质合金耐磨导电块及其制备方法和应用。 背景技术[0002] 高性能导电合金材料是近年来导电材料的重要的研究课题之一，导电合金材料应用广泛，不仅要求其导电性能满足所应用领域的要求，而且要求同时能够满足其他物理或化学性能要求，如高强度、耐磨损、抗腐蚀等要求。如目前各中大小型汽车上都使用的导静电拖地带，由于拖地带的接地端长期受到与地表之间的摩擦力的作用，强度要求较高，且在拖地带上另外增加耐磨块，导致拖地带内的导静电体结构繁琐，不易于生产。而传统的拖地带的接地端为伸出橡胶壳体的两个金属导电端子，导电面积极小，一般在5mm2以下，导电速度慢，且质量较轻容易飘起。而传统的导静电链条存在使用时声音大、不安全的不足，因此，为了进一步延长拖地带的使用寿命、提高使用效果和导电性能，需要对拖地带及耐磨块的结构作更多创新的设计。 [0003] 在硬质合金耐磨材料的制备技术中，合金的成分选取、成分配比以及制备工艺、工艺参数都是决定制得的合金材料物理、化学性能的关键因素。为了满足合金材料的使用需求，提高合金材料的综合性能、扩大使用范围，需要加以更多的研究。 发明内容[0005] 为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案： [0007] 作为优选，所述硬质合金耐磨导电块主要由质量百分比为70-75％碳化钨、15-20％的钴和5％以下的稀有金属组成。 [0008] 作为优选，所述稀有金属采用镍、钛中的一种或两种。 [0009] 作为优选，所述碳化钨、钴和稀有金属均采用粉状原材料。 [0010] 本发明还公开了一种用于制备前述硬质合金耐磨导电块的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤： [0011] 步骤a、将粉状的碳化钨、钴和稀有金属原材料以所述质量百分比混合，放入棒式搅拌机中进行充分搅拌，得到金属粉混合物； [0012] 步骤b、将步骤a中制得的金属粉混合物中加入橡胶成型剂，放入具有预设形状的成型模具中，通过成型机冷压压铸成型，得到导电块毛坯，检测去除表面毛刺； [0013] 步骤c、将步骤b中检测后的导电块毛坯送入高温烧结炉：首先对炉内抽真空处理、然后输入氢气，使炉内的压力保持在0.4-0.6MPa范围内，导电块毛坯在炉内依次进行7-8小时的温度逐渐上升的预热处理、5-6个小时的加温烧结、停止加热后的快速冷却，所述高温烧结炉的外侧壁上设置冷却水循环系统，使炉内快速降温，导电块毛坯在炉内的真空环境下迅速降温； [0014] 步骤d、步骤c中冷却后的导电块出炉，制得硬质合金耐磨导电块。 [0015] 作为优选，所述步骤c中，所述高温烧结炉内的加温烧结的温度范围为1420-1440℃。 [0016] 本发明的硬质合金耐磨导电块可应用于汽车导静电拖地带中。 [0017] 作为优选，所述硬质合金耐磨导电块设置于汽车导静电拖地带接地端，使用时硬质合金耐磨导电块与地面直接接触。 [0018] 作为优选，所述汽车导静电拖地带带体包括导静电体和设置在导静电体外部的保护壳体，所述导静电体主要由硬质合金耐磨导静电块和导电线缆组成，硬质合金耐磨导静电块设有露出保护壳体的放电平面和供导电线缆穿过的通孔，导电线缆的一个自由端连接到汽车上。 [0019] 作为优选，所述硬质合金耐磨导静电块的放电平面的面积为100mm2以上。 [0020] 作为优选，所述汽车导静电拖地带带体的设有硬质合金耐磨导静电块的一侧的1/4长度的带体重量占整个带体质量的1/2。 [0021] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下技术效果：本发明的硬质合金耐磨导电块的组成成分设计新颖，通过包括混合、冷压成型和高温烧结等工艺制备而成，工艺方便实施，制得的导电块结构稳定，兼具强度高和导电性能好的优点，能够广泛用于多种领域。附图说明 [0022] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中： [0023] 图1是本发明的硬质合金耐磨导电块应用于汽车导静电拖地带带体中的一个实施例的结构示意图； [0024] 图2是图1中的硬质合金耐磨导静电块的立体图。 具体实施方式[0026] 本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 [0027] 本发明公开了一种硬质合金耐磨导电块，主要由质量百分比为70-75％碳化钨、20-25％的钴和5％以下的稀有金属组成，稀有金属优选镍或钛，碳化钨、钴和稀有金属均优选采用粉状原材料，通过包括混合研磨、冲压成型和高温烧结的工艺制备而成。本发明中的碳化钨粉、钴粉和稀有金属粉优选纳米级的粉末，可以使制得的硬质合金导电块成品具有纳米特性，物理力学性能更加优越。 [0028] 本发明中的硬质合金耐磨导电块制备时，优选质量百分比为70-75％碳化钨、15-20％的钴和5％以下的稀有金属。 [0029] 本发明中的硬质合金耐磨导电块的制备方法，主要包括如下制备步骤： [0030] 步骤a、将粉状的碳化钨、钴和稀有金属原材料以所述质量百分比混合，放入棒式搅拌机中进行充分搅拌，得到金属粉混合物； [0031] 步骤b、将步骤a中制得的金属粉混合物中加入橡胶成型剂，放入具有预设形状的成型模具中，通过成型机冷压压铸成型，得到导电块毛坯，检测去除表面毛刺； [0032] 步骤c、将步骤b中检测后的导电块毛坯送入高温烧结炉：首先对炉内抽真空处理、然后输入氢气，使炉内的压力保持在0.4-0.6MPa范围内，导电块毛坯在炉内依次进行7-8小时的温度逐渐上升的预热处理、5-6个小时的加温烧结、停止加热后的快速冷却，高温烧结炉内的加温烧结的温度范围为1420-1440℃，所述高温烧结炉的外侧壁上设置冷却水循环系统，使炉内快速降温，导电块毛坯在炉内的真空环境下迅速降温； [0033] 步骤d、步骤c中冷却后导电块出炉，制得硬质合金耐磨导电块。 [0034] 本发明的硬质合金耐磨导电块的成分及质量配比的选取是建立在经过大量的实验基础上的，更好地结合了碳化钨的高密度、高硬度、高强度、高熔点、耐腐蚀、钴的韧性好等特点，镍、钛等稀有属进一步提高了合金的强度和导电性。在制备方法中，工艺步骤简单、易于实现，采用一次成型的冷压成型制得导电块毛坯，高温烧结炉中包括预热、加温烧结和真空冷却三个阶段，并选取了合适的温度和压力范围，使得碳化钨、钴和稀有金属元素能够更好的合成，橡胶成型剂和烧结过程中产生的少量杂质在预热阶段挥发排出，制得的合金表面光泽度好。以下是本发明的方法制备硬质合金耐磨导电块的具体实施例。 [0035] 实施例一： [0036] 将质量百分比为75％的碳化钨、20％的钴和5％的镍的粉状原材料放入棒式搅拌机中混合，制成金属混合物，放入成型模具中，在成型机中冷压压铸成型，得到的具有预设形状的导电块，将导电块的表面毛刺去除，送入高温烧结炉中，高温烧结炉内的压力为0.4MPa，预热8个小时后、然后在1420℃的温度下烧结5小时、停止加热并启动高温烧结炉的冷却水循环系统，保持炉内真空和压力，冷却后出炉得到硬质合金耐磨导电块。 [0037] 实施例二： [0038] 采用质量百分比为75％的碳化钨、22％的钴和3％的镍的粉状原材料制备，制备条件同实施例一。 [0039] 实施例三： [0040] 采用质量百分比为70％的碳化钨、25％的钴和5％的钛的粉状原材料制备，制备条件同实施例一。 [0041] 实施例四： [0042] 采用质量百分比为75％的碳化钨、20％的钴和5％的钛的粉状原材料制备，制备条件与实施例一不同之处在于：高温烧结炉内的压力为0.5MPa，预热7个小时后、然后在1440℃的温度下烧结6小时。 [0043] 实施例五： [0044] 采用质量百分比为72％的碳化钨、22％的钴、3％的钛和3％的镍的粉状原材料制备，制备条件同实施例五。 [0045] 下表1为实施例一和实施例二中制得的硬质合金耐磨导电块的相关性能参数的测试结果： [0046] [0047] 由表1可知，采用本方法制得的硬质耐磨导电块，其HRA硬度普遍达到了84以上，抗弯强度达到了2500N/mm2以上，密度范围位于3.4-13.8g/cm3之间，本发明的制备方法一次铸压成型制得导电块毛坯，简化了工艺步骤，高温烧结时采用独特的预热、加温烧结和炉内真空水循环冷却的设计，并选取合知的温度、压力等参数，制得的硬质合金的致密性更好、物理性能更加优越。 [0048] 由于本发明的硬质合金耐磨导电块具有上述优点，可将其应用于汽车导静电拖地带中。如图1和图2所示为本发明的一个优选实施例，即一种导静电耐磨汽车拖地带带体，包括导静电体和设置在导静电体外部的保护壳体10，其中，导静电体主要由硬质合金耐磨导静电块1和导电线缆2组成，硬质合金耐磨导静电块1设有露出保护壳体10的放电平面11和供导电线缆2穿过的通孔12，导电线缆2的一个自由端连接到汽车上，用于将汽车上的静电经导电线缆2和硬质合金耐磨导静电块1释放到大地。由于硬质合金耐磨导电块设置于汽车导静电拖地带接地端，通孔方便安装，使用时硬质合金耐磨导电块与地面直接接触，耐磨性能强，且与链条或铜丝导静电拖地带相比较，质量主要分布在接地端，具体地，优选导静电耐磨汽车拖地带带体的设有硬质合金耐磨导静电块的一侧的1/4长度的带体重量占整个带体质量的1/2，能够保证拖地带体始终着地，导静电面积大，导静电效果好，延长了导电带的使用寿命。 [0049] 如图1和图2所示，本实施例中，硬质合金耐磨导静电块1的放电平面11为长方形结构，面积为100mm2，如100mm2，导电接触面由原来的点接触变为面接触，接触面可提高20倍以上，导静电体还包括固定件3，导电线缆2从通孔12穿出后的两侧线缆通过固定件3收紧，导静电体3外部的保护壳体10可采用橡胶材料，通过硫化机磨将橡胶材料磨压在导静电体3的外部，制成条状或其它形状的保护壳体，导电线缆2和固定件3均被固定在保护壳体10内，结构稳定。由所述可知，将本发明的硬质合金耐磨导电块应用于汽车导静电拖地带带体中的导静电块，能够适用于多种类型的拖地带，与地表接触的硬质合金耐磨导静电块兼具较高的结构强度和优越的导电性能，导电截面大，安全性能高，且质量重，无须另外增设配重块，同时具备配重、导电和耐磨的多重功能，能够有效防止在行车过程中飘起，保证导电效果。 [0050] 本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈