一種硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金噴嘴零件通常將球磨摻膠的硬質(zhì)合金粉末料先采用液壓機(jī)成形，然后經(jīng)真空燒結(jié)后制成。近十余年來快速發(fā)展起來的放電等離子燒結(jié)(spark plasmasintering,SPS)技術(shù)具有燒結(jié)時(shí)間短、燒結(jié)溫度低、燒結(jié)體致密度高、晶粒細(xì)小等特點(diǎn)，對(duì)制備高性能的復(fù)合材料具有重要的意義。放電等離子燒結(jié)一般只用于制備高性能材料，難于直接成形較復(fù)雜的零部件。目前尚無采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)直接成形固結(jié)硬質(zhì)合金噴嘴的文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法。該方法采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)直接低溫成形固結(jié)硬質(zhì)合金噴嘴零件，實(shí)現(xiàn)噴嘴零件的短流程近凈成形和合金材料的顯微組織晶粒細(xì)小均勻、性能良好。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的硬質(zhì)合金噴嘴。
[0005]本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法，包括如下步驟:將硬質(zhì)合金粉末經(jīng)球磨后裝入石墨模具并震實(shí)，采用放電等離子快速燒結(jié)，燒結(jié)工藝條件如下:燒結(jié)壓力:10?50MPa ；燒結(jié)加熱速率:50?100°C/min ；燒結(jié)溫度:1500?1700°C ；燒結(jié)保溫時(shí)間:5?1min ；燒結(jié)真空度:< 1Pa;所述硬質(zhì)合金粉末的質(zhì)量百分含量組成為Co: 0.20?1.00%，Cr3C2:
0.50?1.00 %，余量為WC。上述方法所使用的模具及成型固結(jié)示意圖如圖1所示。
[0007]優(yōu)選地，所述硬質(zhì)合金粉末的粒徑范圍為0.3?1.Ομπι。
[0008]優(yōu)選地，所述WC的晶粒尺寸為0.2?0.8μπι。
[0009]—種硬質(zhì)合金噴嘴，通過以上方法制備得到。
[0010]優(yōu)選地，所述硬質(zhì)合金噴嘴的入口直徑為15?20mm，出口直徑為2.5?3.5mm，開口角度為90?120°，深度為5?10mm。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0012](I)本發(fā)明所述的硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法具有燒結(jié)溫度低、保溫時(shí)間短、受熱均勻、加熱速度快等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金噴嘴材料的低溫快速致密化，節(jié)約加工成本；
[0013](2)本發(fā)明所述的硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法，不僅加工過程簡(jiǎn)單、操作方便，而且可以實(shí)現(xiàn)零部件的直接近終成形，少無加工，具有更好的推廣應(yīng)用前景；
[0014](3)本發(fā)明的制備方法有助于獲得全致密、細(xì)晶結(jié)構(gòu)的較復(fù)雜的硬質(zhì)合金噴嘴零件，可以廣泛用于工模具零件的制造中，有較大的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所使用的模具及成型固結(jié)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明所述硬質(zhì)合金噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為實(shí)施例1所制備的硬質(zhì)合金噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為實(shí)施例2所制備的硬質(zhì)合金噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為實(shí)施例3所制備的硬質(zhì)合金噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0021]實(shí)施例1
[0022]本實(shí)施例的一種入口直徑為20mm，出口直徑為3.5mm，開口角度為90°，深度為5mm(其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示)的硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法，具體步驟如下:將粒徑為
0.8?1.Ομπι的硬質(zhì)合金粉末經(jīng)球磨處理后裝入設(shè)定尺寸的石墨模具并震實(shí)，采用放電等離子快速燒結(jié)，燒結(jié)工藝條件如下:燒結(jié)壓力:1MPa;燒結(jié)加熱速率:100°C/min;燒結(jié)溫度:1700°C ;燒結(jié)保溫時(shí)間:5min;燒結(jié)真空度:1Pa;所述硬質(zhì)合金粉末的質(zhì)量百分含量組成為Co: 0.20 %，Cr3C2:0.50%,余量為晶粒尺寸為0.8μπι的WC粉末。得到組織細(xì)小均勻的超細(xì)晶硬質(zhì)合金霧化噴嘴零件。
[0023]實(shí)施例2
[0024]本實(shí)施例的一種入口直徑為15mm，出口直徑為2.5mm，開口角度為120°，深度為1mm(其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示)的硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法，具體步驟如下:將粒徑為0.3?0.5μπι的硬質(zhì)合金粉末經(jīng)球磨處理后裝入設(shè)定尺寸的石墨模具并震實(shí)，采用放電等離子快速燒結(jié)，燒結(jié)工藝條件如下:燒結(jié)壓力:50MPa;燒結(jié)加熱速率:50°C/min;燒結(jié)溫度:1500°C ;燒結(jié)保溫時(shí)間:1min;燒結(jié)真空度:5Pa;所述硬質(zhì)合金粉末的質(zhì)量百分含量組成為Co:1.00%, Cr3C2:1.00%,余量為晶粒尺寸為0.2μπι的WC粉末。得到組織細(xì)小均勻的超細(xì)晶硬質(zhì)合金霧化噴嘴零件。
[0025]實(shí)施例3
[0026]本實(shí)施例的一種入口直徑為18mm，出口直徑為3.0mm，開口角度為110°，深度為8mm(其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示)的硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法，具體步驟如下:將粒徑為
0.6?0.8μπι的硬質(zhì)合金粉末經(jīng)球磨處理后裝入設(shè)定尺寸的石墨模具并震實(shí)，采用放電等離子快速燒結(jié)，燒結(jié)工藝條件如下:燒結(jié)壓力:80MPa ；燒結(jié)加熱速率:80°C/min ；燒結(jié)溫度:1600 V ；燒結(jié)保溫時(shí)間:Smin;燒結(jié)真空度:SPa;所述硬質(zhì)合金粉末的質(zhì)量百分含量組成為Co: 0.50 %，Cr3C2:0.80%,余量為晶粒尺寸為0.5μπι的WC粉末。得到組織細(xì)小均勻的超細(xì)晶硬質(zhì)合金霧化噴嘴零件。
[0027]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法，其特征在于包括如下步驟:將硬質(zhì)合金粉末經(jīng)球磨后裝入石墨模具并震實(shí)，采用放電等離子快速燒結(jié)，燒結(jié)工藝條件如下:燒結(jié)壓力:10?50MPa ；燒結(jié)加熱速率:50?100°C/min ；燒結(jié)溫度:1500?1700 °C ；燒結(jié)保溫時(shí)間:5?1min;燒結(jié)真空度:< 1Pa;所述硬質(zhì)合金粉末的質(zhì)量百分含量組成為Co:0.20?1.00%，Cr3C2:0.50?1.00%，余量為WC。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法，其特征在于:所述硬質(zhì)合金粉末的粒徑范圍為0.3?1.Ομπι。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法，其特征在于:所述WC的晶粒尺寸為0.2?0.8μπι。4.一種硬質(zhì)合金噴嘴，其特征在于:通過權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的方法制備得到。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種硬質(zhì)合金噴嘴，其特征在于:所述硬質(zhì)合金噴嘴的入口直徑為15?20mm，出口直徑為2.5?3.5mm，開口角度為90?120°，深度為5?10mm。
【專利摘要】本發(fā)明屬于零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種硬質(zhì)合金噴嘴的直接成形固結(jié)方法。所述方法包括如下步驟：將硬質(zhì)合金粉末經(jīng)球磨后裝入石墨模具并震實(shí)，采用放電等離子快速燒結(jié)，燒結(jié)工藝條件如下：燒結(jié)壓力：10～50MPa；燒結(jié)加熱速率：50～100℃/min；燒結(jié)溫度：1500～1700℃；燒結(jié)保溫時(shí)間：5～10min；燒結(jié)真空度：≤10Pa；所述硬質(zhì)合金粉末的質(zhì)量百分含量組成為Co：0.20～1.00％，Cr3C2：0.50～1.00％，余量為WC。本發(fā)明方法具有燒結(jié)溫度低、保溫時(shí)間短、受熱均勻、加熱速度快等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金噴嘴材料的低溫快速致密化，節(jié)約加工成本。
【IPC分類】B22F5/10, C22C29/08, B22F3/14
【公開號(hào)】CN105665710
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610056489
【發(fā)明人】肖志瑜, 李元元, 劉瀟, 關(guān)航健
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日