一種硬質合金噴嘴的直接成形固結方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于零件結構設計及粉末冶金技術領域，具體涉及一種硬質合金噴嘴的直接成形固結方法。
【背景技術】
[0002]傳統的硬質合金噴嘴零件通常將球磨摻膠的硬質合金粉末料先采用液壓機成形，然后經真空燒結后制成。近十余年來快速發展起來的放電等離子燒結(spark plasmasintering,SPS)技術具有燒結時間短、燒結溫度低、燒結體致密度高、晶粒細小等特點，對制備高性能的復合材料具有重要的意義。放電等離子燒結一般只用于制備高性能材料，難于直接成形較復雜的零部件。目前尚無采用放電等離子燒結技術直接成形固結硬質合金噴嘴的文獻報道。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于針對現有技術的不足之處，提供一種硬質合金噴嘴的直接成形固結方法。該方法采用放電等離子燒結技術直接低溫成形固結硬質合金噴嘴零件，實現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小均勻、性能良好。
[0004]本發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合金噴嘴。
[0005]本發明目的通過以下技術方案實現:
[0006]—種硬質合金噴嘴的直接成形固結方法，包括如下步驟:將硬質合金粉末經球磨后裝入石墨模具并震實，采用放電等離子快速燒結，燒結工藝條件如下:燒結壓力:10?50MPa ；燒結加熱速率:50?100°C/min ；燒結溫度:1500?1700°C ；燒結保溫時間:5?1min ；燒結真空度:< 1Pa;所述硬質合金粉末的質量百分含量組成為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示意圖如圖1所示。
[0007]優選地，所述硬質合金粉末的粒徑范圍為0.3?1.Ομπι。
[0008]優選地，所述WC的晶粒尺寸為0.2?0.8μπι。
[0009]—種硬質合金噴嘴，通過以上方法制備得到。
[0010]優選地，所述硬質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。其結構示意圖如圖2所示。
[0011]與現有技術相比，本發明具有如下優點及有益效果:
[0012](I)本發明所述的硬質合金噴嘴的直接成形固結方法具有燒結溫度低、保溫時間短、受熱均勻、加熱速度快等優點，可以實現硬質合金噴嘴材料的低溫快速致密化，節約加工成本；
[0013](2)本發明所述的硬質合金噴嘴的直接成形固結方法，不僅加工過程簡單、操作方便，而且可以實現零部件的直接近終成形，少無加工，具有更好的推廣應用前景；
[0014](3)本發明的制備方法有助于獲得全致密、細晶結構的較復雜的硬質合金噴嘴零件，可以廣泛用于工模具零件的制造中，有較大的應用前景。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明所使用的模具及成型固結示意圖；
[0016]圖2為本發明所述硬質合金噴嘴的結構示意圖；
[0017]圖3為實施例1所制備的硬質合金噴嘴的結構示意圖；
[0018]圖4為實施例2所制備的硬質合金噴嘴的結構示意圖；
[0019]圖5為實施例3所制備的硬質合金噴嘴的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0021]實施例1
[0022]本實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(其結構示意圖如圖3所示)的硬質合金噴嘴的直接成形固結方法，具體步驟如下:將粒徑為
0.8?1.Ομπι的硬質合金粉末經球磨處理后裝入設定尺寸的石墨模具并震實，采用放電等離子快速燒結，燒結工藝條件如下:燒結壓力:1MPa;燒結加熱速率:100°C/min;燒結溫度:1700°C ;燒結保溫時間:5min;燒結真空度:1Pa;所述硬質合金粉末的質量百分含量組成為Co: 0.20 %，Cr3C2:0.50%,余量為晶粒尺寸為0.8μπι的WC粉末。得到組織細小均勻的超細晶硬質合金霧化噴嘴零件。
[0023]實施例2
[0024]本實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(其結構示意圖如圖4所示)的硬質合金噴嘴的直接成形固結方法，具體步驟如下:將粒徑為0.3?0.5μπι的硬質合金粉末經球磨處理后裝入設定尺寸的石墨模具并震實，采用放電等離子快速燒結，燒結工藝條件如下:燒結壓力:50MPa;燒結加熱速率:50°C/min;燒結溫度:1500°C ;燒結保溫時間:1min;燒結真空度:5Pa;所述硬質合金粉末的質量百分含量組成為Co:1.00%, Cr3C2:1.00%,余量為晶粒尺寸為0.2μπι的WC粉末。得到組織細小均勻的超細晶硬質合金霧化噴嘴零件。
[0025]實施例3
[0026]本實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(其結構示意圖如圖5所示)的硬質合金噴嘴的直接成形固結方法，具體步驟如下:將粒徑為
0.6?0.8μπι的硬質合金粉末經球磨處理后裝入設定尺寸的石墨模具并震實，采用放電等離子快速燒結，燒結工藝條件如下:燒結壓力:80MPa ；燒結加熱速率:80°C/min ；燒結溫度:1600 V ；燒結保溫時間:Smin;燒結真空度:SPa;所述硬質合金粉末的質量百分含量組成為Co: 0.50 %，Cr3C2:0.80%,余量為晶粒尺寸為0.5μπι的WC粉末。得到組織細小均勻的超細晶硬質合金霧化噴嘴零件。
[0027]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種硬質合金噴嘴的直接成形固結方法，其特征在于包括如下步驟:將硬質合金粉末經球磨后裝入石墨模具并震實，采用放電等離子快速燒結，燒結工藝條件如下:燒結壓力:10?50MPa ；燒結加熱速率:50?100°C/min ；燒結溫度:1500?1700 °C ；燒結保溫時間:5?1min;燒結真空度:< 1Pa;所述硬質合金粉末的質量百分含量組成為Co:0.20?1.00%，Cr3C2:0.50?1.00%，余量為WC。2.根據權利要求1所述的一種硬質合金噴嘴的直接成形固結方法，其特征在于:所述硬質合金粉末的粒徑范圍為0.3?1.Ομπι。3.根據權利要求1所述的一種硬質合金噴嘴的直接成形固結方法，其特征在于:所述WC的晶粒尺寸為0.2?0.8μπι。4.一種硬質合金噴嘴，其特征在于:通過權利要求1?3任一項所述的方法制備得到。5.根據權利要求4所述的一種硬質合金噴嘴，其特征在于:所述硬質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】本發明屬于零件結構設計及粉末冶金技術領域，公開了一種硬質合金噴嘴的直接成形固結方法。所述方法包括如下步驟：將硬質合金粉末經球磨后裝入石墨模具并震實，采用放電等離子快速燒結，燒結工藝條件如下：燒結壓力：10～50MPa；燒結加熱速率：50～100℃/min；燒結溫度：1500～1700℃；燒結保溫時間：5～10min；燒結真空度：≤10Pa；所述硬質合金粉末的質量百分含量組成為Co：0.20～1.00％，Cr3C2：0.50～1.00％，余量為WC。本發明方法具有燒結溫度低、保溫時間短、受熱均勻、加熱速度快等優點，可以實現硬質合金噴嘴材料的低溫快速致密化，節約加工成本。
【IPC分類】B22F5/10, C22C29/08, B22F3/14
【公開號】CN105665710
【申請號】CN201610056489
【發明人】肖志瑜, 李元元, 劉瀟, 關航健
【申請人】華南理工大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月26日