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第37卷 第12期 稀有金属材料与工程 V01.37,No.12
2008钲 12月 RAREMEl.ALMATERLALSANDENGINEERrNG December2008
“一步热脱脂+烧结’’工艺对注射成形硬质合金显微
结构与性能的影响
范景莲,廖雪松,成会朝,刘 涛,田家敏
(中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南长沙410083)
摘要:采用注射成形.溶剂脱脂.“一步热脱脂+烧结”工艺制备了硬质合金。系统研究了一步热脱脂气氛和烧结工艺
对合金性能的影响。结果表明:溶剂脱脂率控制在55‰58%时,通过“一步氢气热脱脂+气压烧结”可以有效解决合金
的控碳难和致密度低的问题。制备出的YGIOX硬质合金制品抗弯强度达2690MPa,比常规模压.烧结法制备的合金性
能大大提高。其硬度、钻磁、矫顽力控制在正常范围之内,它们分别是:维氏硬度为1320MPa,钴磁为8.6%。矫顽力
为12.5kA·m~。
关键词:注射成形;硬质合金;溶剂脱脂;一步热脱脂+烧结:控碳
中图法分类号:TFl24.3 文献标识码:A 文章编号:1002-185X(2008)12.2236—04
硬质合金强度高、硬度高、耐磨损、耐腐蚀,是
1 实验方法
一种重要的工具材料和结构材料。采用注射成形制备异
型件,无须后续加工或加工少,克服了传统粉末冶金模 1.1 实验原料
压方法很难直接制备复杂形状零部件的缺点【1q1。特别 实验所用粉末原料为株洲钻石股份有限公司提供
是硬质合金因其高强度、高硬度而难以加工的特点,使 的YGl0X混合粉,其化学成分和费氏粒度如表1所
得要制备出复杂形状零部件就更加困难。因此注射成形 示。注射成形采用的粘结剂为石蜡基粘结剂。其组元
技术受到了国内外学者的广泛研究和关注【¨】。
注射成形制备硬质合金零部件时,粘结剂所占体 烯.乙酸乙烯脂共聚物(EVA)、邻苯二甲酸二异辛酯
积分数较大(40%~55%),所以采用单纯热脱脂时,不但
时间长,而且控碳困难。在热脱脂前先采用溶剂脱脂, 熔点组元为75%。
1.2
脱除40%~60%(质量分数)的有机粘结剂,能够打开部 实验过程
分孔隙通道,有利于其后热脱脂时剩余粘结剂的脱除, 将硬质合金混合粉与石蜡基粘结剂在XSS.300型
从而减少热脱脂时间,使其后热脱脂的控碳效果得到大 双螺杆混炼机上于130℃混炼2h制得喂料;采用注
大改善【7,Sl。目前,已有关于硬质合金注射成形热脱脂 射成形机注射出试样;再将注射成形坯放入正庚烷溶
前先进行溶剂脱脂的文献报道,但还未有溶剂脱脂后采 剂中进行溶剂脱脂,脱出可溶解性组元花生油和石蜡,
用“一步热脱脂+烧结”的方式来制备硬质合金件的报 脱脂温度为30~36℃,脱脂10~16h;然后将溶剂脱
道。之所以采用这种方法是因为硬质合金在氢气气氛下 脂后的样品采用“一步热脱脂+烧结”工艺制备硬质
热脱脂温度一般不超过450℃,否则很容易产生脱碳, 合金试样。所采用的“一步热脱脂+烧结”工艺如表2
此时样品的强度低,不便于搬运。所以本实验将采用溶 所示。工艺曲线(10)如图1所示。
剂脱脂先脱出部分粘结剂,然后将溶剂脱脂后的样品放
入压力烧结炉中进行“一步完成热脱脂和烧结”来克服 表1 YGIOX粉末的性能
Table1 CharacteristicsofYGl0X
因热脱脂后样品强度低,不易搬运的困难。本研究采用 powder
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