硬质合金生产工艺介绍共54页

硬质合金浇铸工艺
硬质合金浇铸工艺是一种将硬质合金材料制成所需形状和尺寸的工艺。

这种工艺主要分为以下步骤：
1. 制备：在浇铸之前，需要进行硬质合金材料的制备，包括选择合适的原材料，进行混合、球磨和干燥等步骤。

2. 模具准备：根据所需形状和尺寸，准备浇铸模具。

模具材料一般选择耐热、耐腐蚀、高强度的材料，如钢、铜等。

模具设计应考虑浇铸过程中的填充和排气问题，同时模具表面应光滑，无残留物。

3. 熔炼：将制备好的硬质合金材料进行高温熔炼，以形成均匀的合金熔液。

熔炼温度和时间需要根据具体的硬质合金材料确定。

4. 浇铸：将熔炼好的合金熔液浇入准备好的模具中，进行填充和冷却。

浇铸速度、浇口设计和冷却方式等参数对浇铸质量有重要影响。

5. 后处理：浇铸完成后，进行脱模、清理和热处理等后处理步骤，以提高硬质合金材料的力学性能和使用寿命。

需要注意的是，硬质合金浇铸工艺需要严格控制温度、时间和压力等参数，以保证浇铸出的硬质合金材料具有优良的力学性能和耐久性。

同时，操作过程中需要注意安全问题，如穿戴防护服、避免烫伤等。

硬质合金工艺
嘿，朋友们！今天咱来聊聊硬质合金工艺。

这玩意儿啊，就像是一位超级英雄，在工业领域那可是大显身手！
你想想看，那些坚硬无比的材料，就像顽固的小怪兽，一般手段可对付不了它们。

但有了硬质合金工艺，嘿，那就不一样啦！它就像一把锋利的宝剑，能轻松地把这些小怪兽给降服。

比如说在机械加工里，要是没有硬质合金刀具，那可就麻烦啦！就好像战士上战场没带武器一样。

这硬质合金刀具啊，锋利得很，什么难啃的材料都能给它削得服服帖帖。

这难道不厉害吗？
还有啊，在采矿的时候，那些坚硬的矿石，靠普通的工具可搞不定。

这时候，硬质合金制品就派上大用场啦！它就像个大力士，能把那些矿石乖乖地弄出来。

你说这硬质合金工艺是不是很神奇？它能让不可能变成可能！就像变魔术一样。

咱再说说它的制作过程，那也是相当有讲究的。

就跟厨师做菜似的，得掌握好火候、调料啥的。

制作硬质合金也得精心调配各种材料，比例要恰到好处，不然可出不来好东西。

而且这工艺还在不断发展进步呢！就像人要不断学习成长一样。

科研人员们一直在努力，让硬质合金变得更厉害，能应对更多更难的挑战。

你说未来这硬质合金工艺还会给我们带来多少惊喜呢？肯定会越来越牛！咱就等着瞧吧！反正我是觉得这硬质合金工艺真是太了不起啦，是工业领域不可或缺的宝贝呢！。

第一节压制机理一，压制过程：粉末压制成型是粉末冶金生产的基本成型方法；在压摸中填装粉末，然后在压力机下加压，脱模后得到所需形状和尺寸的压坯制品，，粗略分三阶段：1，压块密度随压力增加而迅速增大；孔隙急剧减少。

2，压块密度增加缓慢，因孔隙在1阶段中大量消除，继续加压只是让颗粒发生弹性屈服变形。

3，压力的增大可能达到粉末材料的屈服极限和强度极限，粉末颗粒在此压力下产生塑性变形或脆性断裂。

因颗粒的脆性断裂形成碎块填入孔隙，压块密度随之增大。

二，压制压力：压制压力分二部分；一是没有摩擦的条件下，使粉末压实到一定程度所需的压力为“静压力”（P1）；二是克服粉末颗粒和压模之间摩擦的压力为“侧压力”（P2）。

压制压力P=P1+P2侧压系数=侧压力P2÷压制压力P=粉末的泊松系数u÷（1-u）=tg2（45º-自然坡度角Φ÷2）侧压力越大，脱模压力就越大，硬质合金粉末的泊松系数一般为0.2-0.25之间。

三，压制过程中的压力分布：引起压力分布不匀的主要原因是粉末颗粒之间以及粉末与模壁之间的摩擦力。

压块高度越高，压力分布越不均匀。

实行双向加压或增大压坯直径，能减少压力分布的不均匀性。

四，压块密度分布：越是复杂的压块，密度分布越不均匀；除压力分布的不均匀（压力降）外，装粉方式不正确，使压块不同部位压缩程度不一致，也会造成压块密度不均匀。

1，填充系数：是指压块密度Y压与料粒的松装密度Y松的比值；压缩比：是指粉末料粒填装高度h粉与压块高度h压之比；在数值上填充系数和压缩比是相等的。

K=Y压÷Y松=h粉÷h压2，为了减少压块密度分布的不均匀性：（1）提高模具的表面光洁度；（2）减少摩擦阻力；（3）提高料粒的流动性；（4）采用合理的压制方式；3，粉末粒度对压制的影响；（1）粉末分散度越大（松装越小），压力越大。

压块密度越小；有较大的强度值，成型性好。

（2）料粒较粗，压块容易达到较高的压块密度，但其密度分布往往是不均匀的；一般情况下，压块强度随成型剂的加入量而提高。

硬质合金的烧结工艺 Revised by Chen Zhen in 2021硬质合金烧结工艺硬质合金是由各种碳化物和铁族元素组成，例如WC-Co、WC-TiC-TaC-NbC-Co或是TiC-MoC-Ni。

这些材料的典型特点就是，通过液相烧结可以达到几乎100%理论密度，烧结后，低的残余孔隙度是成功应用硬质合金于金属切削、石油开采钻头或者金属成形模具等高应力使用工况的关键。

此外，必须仔细控制烧结工艺，以获得希望的显微组织和化学成分。

在很多应用场合，硬质合金都是以烧结态应用的。

烧结态合金表面经常承受条件苛刻的摩擦和应力，在大多数的切削金属应用中，刀头表面的磨耗深度只要超过0.2~0.4mm,工具就被判定报废，所以，提高硬质合金的表面性能是相当重要的。

烧结硬质合金的两种基本方法：一种是氢气烧结——在氢气中与常压下通过相反应动学来控制零件成分，另一种是真空烧结——采用真空环境或降低环境气体压强，通过减缓反应动力学来控制硬质合金成分。

真空烧结有着更为广泛的工业应用。

有时，还采用烧结热等静压和热等静压，这些技术都对硬质合金的生产有着重要的影响。

氢气烧结：氢气是还原性的气氛，但当氢气与烧结炉壁或承载装置发生反应时会改变其他成分，提供合适的碳化势以维持与硬质合金的热力学平衡。

在传统的硬质合金烧结中，要将混合料中的碳化物的含碳量调节到理论值，并在整个氢气烧结过程中维持这个值不变。

例如，烧结94WC-6CO硬质合金时，入炉时，碳含量为5.70~5.80%（质量分数），出炉时，则要维持在5.76+0.4%氢气烧结工艺的气氛控制能力对于钨钴类硬质合金来说是足够的，但是对于切钢工具用含碳化钛碳化钽或碳化铌的合金来说，气氛的氧化势太高，导致合金的成分变化，通常用真空烧结来减低这些，合金氧化物的含量，氢气烧结一般用机械推舟的方式，通过连续烧结来完成，可用一个单独的预烧炉除去润滑剂防止挥发物污染后的高烧结过程。

预烧结还可以调高生胚强度，使能对其进行粗切削加工，例如，进行车削和钻孔，预烧结温度在500~800摄氏度间，这主要取决于润滑剂除去的是否彻底及所需生胚强度。

6 涂层硬质合金
二、制造工艺 主要有：化学气相沉积法、物理气相沉积法、 等离子体化学气相沉积等。 化学气相沉积（CVD）： 1． 原理：加热合金基体→送入化合物蒸气和 反应气体→反应生成涂层物并沉积
6 涂层硬质合金
二、制造工艺 2． 涂层过程： 刀片韧磨强化处理→装网、刀片呈层状放置
→入钟罩炉→在常压或负压下通纯净的碳氢化 →加热至（1000~1050℃） →刀片上形成TiC、TiN等涂层
4 硬质合金生产过程中粒度的控制
二、钨的碳化物的粒度控制（含复式碳化物） 钨粉粒度的影响： 温度的影响： 时间的影响：
4 硬质合金生产过程中粒度的控制
三、 烧结过程中WC晶粒的长大 WC晶粒长大机理 1．聚集再结晶： 2．液相重结晶： 影响烧结过程中WC长大的因素 1． 液相量： 2． 混合料状态： 3． 添加剂：
常用介质：酒精、丙酮、汽油 4． 影响因素：转速、研磨时间、球料比、球径、
球磨体形状、装球量
2 混合、成形
二、干燥 1． 目的：把混合料浆中的液体（温磨介质）分离
并回收 2．方法：电热烘烤、蒸汽干燥、蒸汽振动干燥、
喷雾干燥、真空干燥 3． 比较：蒸汽振动干燥与喷雾干燥
2 混合、成形
三、掺胶（蜡）制粒 1． 加成形剂的目的： 2． 选择原则： 3． 成形剂的选择： 4． 制粒： 5 ．过程：掺压成形 1． 压制方式：自动、手动 2． 单重控制：容量法、称量法 3． 存在问题：密度分布不均匀 4． 改进措施：双向压制、浮动压制、CIP 5． 其他成形：挤压成形、注射成形
3 脱胶、预烧、烧结
一、脱胶 二、预烧 三、半检加工 四、烧结
4 硬质合金生产过程中粒度的控制
一、钨粉颗粒尺寸的控制 氢还原过程中颗粒的粒度变化： 低温：0.37（WO3）→0.62(WO3）→0.78(W) 中温：0.37(WO3）→1.545(WO3）→1.89(W) 高温：0.37(WO3）→51.45(W）

2010-112010-11-22

7
我们的信心
• 影响硬质合金性能的因素很多，必须逐 一优化，这也正是硬质合金制造研究过 程的魅力所在 • 我们不做竞争对手的对手， 我们只做行 业的标准 • 每天都努力，团结一心我们一定能战胜 各种困难，没有最强的硬质合金，只有 更强的心。
2010-11-22 8来自4硬质合金的检测与后处理
2010-112010-11-22
西南大学 Southwest University
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未来硬质合金的发展方向
梯度硬质合金 超细晶粒硬质合金 涂层技术在硬质合金上的运用
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待解决问题
能不能研究出彩色的硬质合金 合理的选择刀具几何形状，改变 硬质合金所受的直接冲击
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硬质合金的生产过程
制粉（粘结金属+难熔金属的碳化物+晶粒长 大抑制剂）——配料计算——球磨料生产工 艺——料浆干燥——过筛——加入成形剂— —— —— —— — —再过筛——压制——烧结
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硬质合金生产工艺过程
余荣
材料的应用
2010-112010-11-22
西南大学 Southwest University
2
硬质合金的诞生
金属陶瓷（1923年德国人第一次用粉末冶 金属陶瓷（1923年德国人第一次用粉末冶 金工艺制备出了硬质合金） 硬质合金刀具的诞生标志着机械加工高效 率，高精度的到来。

硬质合金刀片生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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6结束语
该装置操作简单实用且生产制造的成本较。在节省能源、有效地防止石墨粉尘和酒精蒸汽对环境污染的同时，不仅降低了生产制造的成本且增强企业在市场中的竞争力。
4.2酒精回收装置
具体使用时，随着硬质合金生产工艺中的真空干燥炉的运行，先启动真空泵，使整个装置呈负压状态，再依次开启旋风分离器和变频冷水机，酒精蒸气顺着管道进入旋风分离器，并在其分离作用下，固体留在旋风分离器的底部，酒精蒸气在负压作用下，继续顺着管道进入冷凝，在冷凝器的夹层中冷冻水的作用下，酒精蒸气迅速被液化呈液态酒精，进入暂存罐，随着整个装置的持续工作，直至真空干燥炉将炉内物料干燥完成，整个装置也完成酒精的回收工作，将整个装置的运行停止，打开三通阀门，使整个装置恢复常压，再打开暂存罐底部的出液阀，放出酒精循环利用。
关键词：
硬质合金；石墨；酒精
1概述
硬质合金生产流程相对较复杂，技术含量高，生产成本高。现在大多数厂家由于没有良好的回收意识，对生产过程中所用到辅助用料如石蜡、酒精等或产生的石墨粉尘都没有进行回收，不仅提高了生产制造的成本，且对人体造成危害亦对环境造成了污染。
2设计目的与思路
2.1目的
研发一种操作简单生产、制造成本低、运行成本较低的可循环回收硬质合金生产过程中产生的石墨粉尘回收装置和酒精回收装置。
硬质合金刀具生产工艺研究
摘要：
硬质合金生产过程中，石墨平板舟皿在装料前有刷一层专用涂料的工序，这种专用涂料起的作用是将硬质合金半成品与石墨平板舟皿隔开，以防止烧结完成后硬质合金粘连在石墨平板舟皿上不容易出料，严重时甚至会损坏硬质合金，而这种专用涂料的主要成分就是石墨，在烧结完成后，专用涂料挥发后留在石墨平板舟皿一层石墨粉，如果处理不好，不仅形成石墨粉尘，分散在大气中污染环境甚至危害操作工的呼吸系统。硬质合金生产过程中，需要用酒精为作为介质来将硬质合金的各种粉料和成型剂混合在一起，目的是为了混合均匀，混合均匀后，还要将物料转入真空干燥器中将酒精进行干燥去除，干燥过程中，酒精大量挥发，如果不收集，酒精蒸气将进入大气而白白浪费掉。

更高领域发展。
2、硬质合金技术发展趋势及研究开发重点 ：
1）高精度高性能硬质合金及配套刀具：由于刀具，特别是刀具材料的进 步，促进了机床业的发展，反过来新型机床对刀具提出了更高要求。在机械 加工中，采用价格昂贵的数控机床、加工中心，必须靠高性能的刀具，高速、 高效和高精度的完成加工任务才能取得良好经济效益。1台加工中心配备的全 部刀具以金额计，刀具费用可达加工中心价格的30%。一般情况下，1台数控 机床年均消耗刀具费用为机床价格的12%左右。因此，工业发达国家都高度重 视刀具技术的发展。当今能满足上述工艺要求的高精度高性能硬质合金刀片 及配套刀具的需求继续处于强劲上升势头，从而带动相关技术不断进步。以 数控涂层刀片为例，从最初的CVD为主到目前的CVD、PVD、PCVD共存，涂层基 体不断更新，涂层种类也从单一化合物涂层，朝着多元复杂化合物涂层发展， 涂层数也从几层到十几层。据资料报导正研究中的纳米涂层，涂层数可达百 层，因此其使用寿命可达普通CVD涂层合金刀片4倍以上。此外，金刚石涂层、 CBN涂层等都以其高技术含量和高附加值越来越受到世界大公司的追求，部分 产品已经推向市场。中国硬质合金工业因这一方面与国外先进水平的差距是 导致其经济效益低下的重要原因。
大的科研成果。
二、硬质合金发展
4）进入80年代以来，世界硬质合金工业发展的突出特点是：一方面，涂层 硬质合金发展迅速，其产量大幅度增加，应用领域不断扩大，已成功地应用于 切削等重加工工序。著名硬质合金生产厂家如山特维克公司、肯纳公司、依斯 卡等的涂层刀片生产已占可转位刀片的85%以上。同时在涂层技术方面也取得 了较大进展，在进一步改进和完善传统的高温化学气相沉积方法的同时，还研 制成功并推广应用了中温化学气相沉积方法以及各种物理气相沉积方法和兼有 物理及化学气相沉积特点的等离子体化学气相沉积方法等。此外，在硬质合金 涂层基体方面，不仅研制出各种加工用的涂层专用基体，而且日本、瑞典等国 还开发出带富钴层或脱β的涂层基体，从而明显地提高了涂层硬质合金的强度， 扩大了涂层硬质合金的应用范围。另一方面，70年代初出现超细合金，最早是 山特维克的R19，接着美国、日本的一些公司也相继推出超细硬质合金牌号。 随着电子工业、机械加工工业的迅速发展，推动超细硬质合金在八十年代迅速 发展，质量不断提高、产量不断扩大。1984年前后，日本住友电气公司试制出 了双高的AF1合金，硬度RA93.0，强度5000N/mm2，创世界之最，随后美国、瑞 典、德国等著名厂家也都相继开发出性能越来越好的超细硬质合金，对于许多 世界著名硬质合金厂家而言，超细硬质合金同高精度、高性能涂层硬质合金一 样是他们引以自豪的一类硬质合金产品。

2、硬质合金技术发展趋势及研究开发重点 ：
3）功能梯度材料：硬质合金的硬度和韧性是一对矛盾，两者的高度统一 是研究人员追求的目标。近几年研究人员通过研究硬质合金贫C（含富C） 结构，在可控气氛下烧结或通过熔体渗透以达到粘结相的分布按需要呈梯 度结构，使硬质合金复合韧性获得更好统一。该技术已经越来越多地应用 于凿岩工具、顶锤、涂层刀片基体等生产，使合金的性价比明显提高。目 前研究工作继续深入，据报道日本已经研究出表面TiC相对富集，WC颗粒向 中心迁移的特殊结构的金属陶瓷工具。这些研究成果为硬质合金质量不断 提高展示良好的前景，其市场前景近几年将有大的发展。
2、硬质合金技术发展趋势及研究开发重点 ：
7） 硬质合金基础理论研究：国外硬质合金技术发展迅速，是与 基础理论的研究扎实，深入分不开的。我国因体制、经费、研发力量 等各方面原因研究工作非常薄弱，很难产生原创性研究成果。为尽量 缩小与国外差距，要加快研究粉末的显微特性对粉体材料的物理力学 性能的影响，实现原料粉末产品质量加速升级；研究材料组分显微结 构对材料使用性能的影响，建立相应的新材料数据库，切实提高新产 品自主开发能力；研究合金烧结过程的致密化和物质迁移的控制规律， 以加速开发梯度功能材料、复合材料；研究硬质合金槽型系列化和牌 号优化，迅速形成有中国知识产权的高性能切削刀具系列产品等。基 础理论研究是战略性重要措施，虽难以急功近利，但确是振兴我国硬 质合金工业所不可缺少的工作。
二、硬质合金发展
5）八十年代研制成功并迅速普及的低压热等静压技术是硬质合金生产技 术领域中突破性的进展，从而使低成本地生产十分接近理论致密度的硬质合 金产品成为现实。自1989年美国超高压公司研制成功的第一台低压热等静压 设备问世以来，在短短的几年内，该技术就取得了异常迅速的发展这种设备 几乎遍及世界各地，对整个硬质合金质量的提高起重要作用。进入八十年代 世界硬质合金工业发展的还一个特点是，硬质合金制品正在向精密化、小型 化方向发展，出现了微型麻花钻头、点阵打印针、精密工模具等高新技术产 品。切削工具尺寸精度的要求也越来越高，有的先进厂家已淘汰U级硬质合金 刀片精度标准，与此同时许多硬质合金模具尺寸精度已达到微米级、超微米 级，加之设备、生产线自动化、智能化，推动硬质合金工业不断朝着更新、

硬质合金钻头的制造工艺硬质合金钻头是一种常见的钻削工具，主要用于在金属、木材、塑料等材料上进行钻孔。

它具有耐磨、耐高温、高硬度等特点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。

硬质合金钻头的制造工艺非常复杂，需要经过多道工序才能完成。

下面我们将详细介绍硬质合金钻头的制造工艺过程。

首先，硬质合金钻头的制造需要选用优质的碳化钨粉末作为原材料。

这些碳化钨粉末具有均匀的颗粒大小和良好的流动性，可以确保制造出的硬质合金钻头具有较高的硬度和耐磨性。

同时，生产厂家还需要选择适当的金属粉末作为基体材料，通常选用钴粉或镍粉作为粘结剂。

接下来，将合适比例的碳化钨粉末和金属粉末混合均匀，并加入适量的粘结剂进行搅拌。

然后将混合物压制成坯料，一般采用压力机或注射成型机进行成型。

通过压制工艺可以使得坯料的密度增加，并且可以保证硬质合金钻头的成型精度和密度均匀性。

成型完成后的坯料需要进行初期烧结，以去除粘结剂和残余的有机物。

初期烧结的工艺可以在氧化还原炉或者石墨炉上进行，一般温度控制在1200左右。

烧结后的坯料变得更加坚固和致密，但硬度和耐磨性仍然较低。

接下来就是最为重要的二次烧结工艺。

将初期烧结后的坯料放入真空炉或者氢气气氛炉中进行高温处理，一般温度控制在1400-1600之间。

在高温条件下，碳化钨颗粒和金属基体之间会发生化学反应，使得硬质合金钻头的硬度和耐磨性得到进一步提高。

通过二次烧结工艺，硬质合金钻头的综合性能得到了大幅提升。

经过二次烧结后，硬质合金钻头还需要进行表面处理。

一般会采用研磨、抛光或者涂层等工艺对钻头表面进行处理，以提高其外观和使用性能。

在表面处理后，硬质合金钻头就基本成型了。

最后，经过严格的质量检验和包装，硬质合金钻头就可以投入市场使用了。

通过上述制造工艺，可以制备出质量较好的硬质合金钻头，其性能稳定、使用寿命长，能够满足不同行业的需求。

总的来说，硬质合金钻头的制造工艺是一个复杂而严谨的过程，需要生产厂家具备一定的专业技术和先进设备。

硬质合金制备过程中的基本原理、烧结工艺及应用培训硬质合金是一种由金属粉末和粉末冶金工艺制备而成的高强度、高硬度材料。

其制备过程包括原料选择、粉末的制备、混合、成型和烧结等步骤。

硬质合金的基本原理是以金属粉末为基础材料，通过添加适量的碳化物粉末（如钨碳化钴粉末）作为增强相，经过混合、压制和烧结等工艺步骤形成。

在烧结过程中，金属粉末首先在高温下熔化，然后通过熔湿作用与碳化物相互反应生成金属碳化物结合相，使金属基体形成牢固且均匀分布的增强相颗粒。

烧结工艺是硬质合金制备过程中至关重要的一步。

主要包括预压、烧结及后处理三个阶段。

在预压阶段，通过将混合好的金属粉末和碳化物粉末放入模具中，利用压力将其预压成坯体。

这一步骤旨在提高粉末的绿密度和可压性，并为后续的烧结提供条件。

然后，将预压好的坯体放入高温的烧结炉中进行烧结。

烧结过程中，坯体在高温下逐渐熔化，金属与金属碳化物进行反应，并合成出独特的金属碳化物相。

同时，由于烧结炉中的高温和压力作用，使得金属碳化物颗粒之间发生颗粒扩散和晶粒长大现象，从而形成致密且强度高的硬质合金。

最后，在后处理阶段，将烧结好的硬质合金进行加工和调质，以达到所需的硬度和强度。

这包括切割、切磨、车削、磨削等工艺，以及热处理过程，如回火和时效处理等。

硬质合金的应用非常广泛，常见的应用包括切削工具、矿业工具、电子元件等领域。

由于硬质合金具有极高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，因此在切削加工领域被广泛应用于车削、钻孔、铣削和切割等工艺中。

同时，在矿业工具领域，硬质合金可以用作凿岩钻头、矿山钻头等，因为它的耐磨性和强度能够满足严苛的工况要求。

在电子元件领域，由于硬质合金具有优异的导热性和耐腐蚀性能，因此常用于制造散热器、金属工具接触点等。

总之，硬质合金的制备是一个复杂的过程，包括原料选择、混合、成型和烧结等多个步骤。

通过控制工艺参数和多次迭代优化，可以获得具有优异性能的硬质合金材料，满足不同领域的应用需求。

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