一种超硬钨钢穿孔针的制造工艺 |
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申请号 | CN201710395858.6 | 申请日 | 2017-05-31 | 公开(公告)号 | CN107309431A | 公开(公告)日 | 2017-11-03 |
申请人 | 太仓市微贯机电有限公司; | 发明人 | 林兰英; | ||||
摘要 | 本 发明 提供一种超硬钨 钢 穿孔针的制造工艺,包括如下步骤:(1)充分混合;(2)一次干燥;(3)二次干燥;(4) 压制成型 ;(5) 真空 低压 烧结 ;(6)去毛坯检验;(7)机加工。本发明所述工艺制备得到的超硬钨钢穿孔针具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐 腐蚀 等一系列优良性能,特别是它的高硬度和 耐磨性 ,即使在600℃的 温度 下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度。 | ||||||
权利要求 | 1.一种超硬钨钢穿孔针的制造工艺,其特征在于,包括如下步骤: |
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说明书全文 | 一种超硬钨钢穿孔针的制造工艺技术领域[0001] 本发明涉及穿孔针及制造方法,具体为提供一种耐磨耐热、高效的一种超硬钨钢穿孔针的制造工艺。 背景技术[0002] 穿孔针通常是在1200℃-1300℃的高温条件下工作,需要承受高温摩擦、挤压等应力作用,工作环境极其恶劣,目前市面上常见的都是普通的合金钢,虽然钢材中添加了一些碳化物但整体的耐磨性、耐热性以及使用寿命都比较不理想,通常在使用四五次便会报废,导致整个机构需要重新更换穿孔针,耗时耗力,生产成本高,效率低。 [0003] 超硬钨钢是指钨钢合金成分中添加可显著改善高温强度、高温硬度和抗氧化性能的贵金属TiC和TaC成分的优质钨钢材料制成的耐磨钨钢产品:超硬钨钢,可以在600℃的温度下基本保持不变,在1100℃时仍有很高的硬度,是普通钨钢基体的10多倍,主要用于制作高性能钨钢刀片,是机械刀具行业最理想的材料;它不但可以切削钢,也可以加工铸铁和有色金属,特别适合用于加工高合金钢、耐热合金和合金铸铁等。 [0004] 因此提供一种耐磨耐热、高效的一种超硬钨钢穿孔针的制造工艺是很有前景的。 发明内容[0005] 为解决上述存在的问题,本发明的目的在于提供一种耐磨耐热、高效的一种超硬钨钢穿孔针的制造工艺。所述工艺用于挤压机用穿孔针的表面强化及增寿,通过将碳化钨、碳化钴、碳化钛、碳化钽、碳化钒和碳化铬粉等金属元素重新配比,烧结制造出超硬钨钢穿孔针。所述的超硬钨钢穿孔针在制造后常温状态下表面硬度达到HRA≥92,正常使用寿命达到78次以上,且提高了整机的生产效率、降低生产成本,为工厂创造了大量的经济效益。 [0006] 为达到上述目的,本发明的技术方案是: [0007] 一种超硬钨钢穿孔针的制造工艺,包括如下步骤: [0009] (2)一次干燥:将步骤(1)混合得到的粉末放入干燥设备中进行一次干燥处理,干燥完成后进行筛选并添加成型剂; [0010] (3)二次干燥:将步骤(2)得到的混合物放入干燥设备中再进行二次干燥,充分干燥后得到粒化的金属混合物; [0011] (4)压制成型:将步骤(3)得到的金属混合物进行压制成型; [0012] (5)真空低压烧结:将压制成型的固体在真空低压的环境下进行烧结; [0013] (6)去毛坯检验:将步骤(5)烧结后的固体从真空烧结炉内取出并去毛坯,进行无损超音波检验以及毛坯尺寸精度检验,检验合格的固体即为超硬钨钢; [0014] (7)机加工:通过CNC加工中心对超硬钨钢进行机加工,最终得到一种超硬钨钢穿孔针。 [0015] 作为优选,所述步骤(3)中粒化的金属混合物包括下列百分比的化学组分:Co 20%-33%、Cr 13%-15%、W 13%-15%、V 2%-8%、Ti 0.5%-1%、Ta 0.1%-0.5%,其余为C。 [0016] 作为优选,所述一次干燥与二次干燥均在干燥炉内加热至50-80℃下进行。 [0017] 作为优选,所述步骤(4)中压制成型的工作压力为15-25MPa,压制成型时间为1-3s。 [0018] 作为优选,所述真空低压烧结的具体步骤为:真空→升温至400-800℃脱蜡预烧→升温至1200-1500℃保温→充Ar加压→保温加压→降压冷却→卸料。 [0019] 作为优选,所述超硬钨钢穿孔针的密度为:14.5~14.8g/cm3。 [0020] 作为优选,所述超硬钨钢穿孔针的晶粒度为:0.4~0.6um。 [0021] 作为优选,所述超硬钨钢穿孔针适用于对金属轻合金无缝管材料进行穿孔。 [0022] 本发明的有益效果为:本发明用于挤压机用穿孔针的表面强化及增寿,通过将碳化钨、碳化钴、碳化钛、碳化钽、碳化钒和碳化铬粉等金属元素重新配比,烧结制造出超硬钨钢穿孔针。所述的超硬钨钢穿孔针在制造后常温状态下表面硬度达到HRA≥92,正常使用寿命达到78次以上,且提高了整机的生产效率、降低生产成本,为工厂创造了大量的经济效益。 具体实施方式[0023] 以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解,这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整,未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。 [0024] 一种超硬钨钢穿孔针的制造工艺,包括如下步骤: [0025] (1)充分混合:将碳化钨、碳化钴、碳化钛、碳化钽、碳化钒和碳化铬在粉碎机中进行粉碎处理,粉碎完成后置于高速搅拌机内进行充分混合; [0026] (2)一次干燥:将步骤(1)混合得到的粉末放入干燥设备中进行一次干燥处理,干燥完成后进行筛选并添加成型剂; [0027] (3)二次干燥:将步骤(2)得到的混合物放入干燥设备中再进行二次干燥,充分干燥后得到粒化的金属混合物; [0028] (4)压制成型:将步骤(3)得到的金属混合物进行压制成型; [0029] (5)真空低压烧结:将压制成型的固体在真空低压的环境下进行烧结; [0030] (6)去毛坯检验:将步骤(5)烧结后的固体从真空烧结炉内取出并去毛坯,进行无损超音波检验以及毛坯尺寸精度检验,检验合格的固体即为超硬钨钢; [0031] (7)机加工:通过CNC加工中心对超硬钨钢进行机加工,最终得到一种超硬钨钢穿孔针。 [0032] 作为优选,所述步骤(3)中粒化的金属混合物包括下列百分比的化学组分:Co 20%-33%、Cr 13%-15%、W 13%-15%、V 2%-8%、Ti 0.5%-1%、Ta 0.1%-0.5%,其余为C。 [0033] 作为优选,所述一次干燥与二次干燥均在干燥炉内加热至50-80℃下进行。 [0034] 作为优选,所述步骤(4)中压制成型的工作压力为15-25MPa,压制成型时间为1-3s。 [0035] 作为优选,所述真空低压烧结的具体步骤为:真空→升温至400-800℃脱蜡预烧→升温至1200-1500℃保温→充Ar加压→保温加压→降压冷却→卸料。 [0036] 作为优选,所述超硬钨钢穿孔针的密度为:14.5~14.8g/cm3。 [0037] 作为优选,所述超硬钨钢穿孔针的晶粒度为:0.4~0.6um。 [0038] 作为优选,所述超硬钨钢穿孔针适用于对金属轻合金无缝管材料进行穿孔。 [0039] 其中,各实施例步骤(3)中粒化的金属混合物的化学组成见表1。各实施例制备得到的超硬钨钢穿孔针物理性质见表2。 [0040] 表1各实施例步骤(3)中粒化的金属混合物的化学组成 [0041] 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 Co 25 20 30 28 33 Cr 14 13 13 15 13 W 15 14 14 13 13 V 2 5 8 4 3 Ti 0.5 0.5 0.8 1 0.7 Ta 0.2 0.1 0.1 0.5 0.3 C 43.3 47.4 34.1 38.5 37 [0042] 表2各实施例制备得到的超硬钨钢穿孔针物理性质 [0043] 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 密度(g/cm3) 14.5 14.5 14.6 14.5 14.8 晶粒度(um) 0.4 0.5 0.5 0.7 0.8 [0044] 通过本法制造的超硬钨钢穿孔针具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在600℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度。 [0045] 对实施例1-5的穿孔性能进行检测,结果表明超硬钨钢穿孔针在制造后常温状态下表面硬度达到HRA≥92,正常使用寿命达到78次以上,且提高了整机的生产效率、降低生产成本,为工厂创造了大量的经济效益。 [0046] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。 |