062]在本发明中,所述梯度硬质合金为上述技术方案中所述的梯度硬质合金,将其打磨成实际所需的形状即可,在此不再赘述。
[0063]在本发明中,所述基体包括84?88¥七%的呢,10?15wt%的Co,余量为TaC,优选包括85?87?七%的WC,11?14?七%的Co,余量的TaC,更优选包括86?七%的WC,12?13界七%的Co,余量的TaC。
[0064]在本发明中,所述梯度硬质合金的高度优选为所述截齿头高度的1/3?1/2 ;所述基体的高度优选为所述截齿头高度的1/2?2/3。本发明对所述截齿头的尺寸及形状没有特殊的限制,按照实际需求选定即可。在本发明中,所述基体的底部优选设置有应力孔,以释放所述截齿头工作中的应力,所述应力孔优选设置在所述基体底部的正中间,所述应力孔的直径优选为2?4mm,更优选为3mm,所述应力孔的高度优选为I?3mm,更优选为2mm。
[0065]本发明优选按照以下步骤制备得到截齿头:
[0066]I)将强度层混合料进行注射成型,得到强度层单片模坯,
[0067]所述强度层混合料包括84?88wt %的WC,10?15wt %的Co,余量的TaC ;
[0068]2)将所述强度层单片模坯堆叠,得到基体坯体,然后将梯度硬质合金坯体与基体层坯体叠放,进行温压成型,得到截齿头坯体,所述梯度硬质合金坯体为上述技术方案梯度硬质合金的制备方法中步骤B)得到的梯度硬质合金;
[0069]3)将所述截齿头坯体进行烧结,得到截齿头。
[0070]在本发明中,所述步骤I)中强度层混合料注射成型的方法与上述技术方案中梯度硬质合金的制备方法中的步骤A)中的强度层混合料注射成型的方法一致,在此不再赘述。
[0071]本发明将所述强度层单片模坯堆叠,得到基体坯体,然后将所述梯度硬质合金坯体与基体坯体叠放,进行温压成型,得到截齿头坯体。在本发明中,所述强度层堆叠的层数和高度没有具体的限制,使得最终得到的基体层的高度为所述截齿头高度的1/2?2/3即可。在本发明中,所述温压成型的温度优选为150?300°C,更优选为160?280°C,最优选为150?250°C ;本发明对所述温压成型的压力没有特殊限制。
[0072]在本发明中,所述步骤4)中的烧结与上述技术方案中梯度硬质合金的制备方法中步骤C)中的烧结的方法一致,在此不再赘述。
[0073]本发明优选在所述烧结结束后进行冷却,得到截齿头毛坯,将所述毛坯进行磨削加工,得到截齿头。
[0074]本发明采用MM2000型滑动磨损试验机进行常温干滑动磨损试验。试样为本发明得到的截齿头,尺寸为1mmX 1mmX 10臟,对磨环材料为淬火+低温回火(硬度HRC53)的42CrMo,法向载荷20Kgf,对磨环转速400r/min,磨损时间60min,总滑动距离约3800m。以相对耐磨性(=标样磨损失重量/试样磨损失重量)作为材料耐磨性的指标。结果表明,本发明提供的截齿头的相对耐磨性为84.9。
[0075]本发明采用20°C恒温浸泡腐蚀测试方法,在0.5mol/L盐酸水溶液中测试材料的耐蚀性能,以316L不锈钢为对比试样,测试168小时浸泡后的腐蚀失重量,以相对耐蚀性(=标样腐蚀失重量/试样腐蚀失重量)作为材料耐蚀性的指标。结果表明,本发明提供的截齿头的相对耐腐蚀性为31.4。
[0076]本发明按照压痕法测定了本发明得到的截齿头的硬度,结果表明,本发明中截齿头的硬度大于9IHRA。
[0077]本发明采用万能试验机测定了本发明得到的截齿头的强度,测试样条尺寸为8mmX8mmX20mmo在本发明中,所述强度为抗弯强度,即待测材料在受到与材料轴线垂直荷载作用下,完全断裂时的极限强度。抗弯强度存在尺寸效应。结果表明,本发明中截齿头的强度大于3600kN/mm2。
[0078]为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种梯度硬质合金、制备方法及截齿头进行详细描述,但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
[0079]实施例1:
[0080]将85g的牌号A料、1g的聚乙二醇和5g的高温蜡混合,得到硬度层混合料;将80g的牌号B混合料、1g的聚乙二醇和1g的高温蜡混合,得到强度层混合料;其中牌号A料中WC的质量含量占比为90wt%,Co的质量含量为5wt%,余量为TaC ;牌号B料中WC的质量含量占比为84wt %,Co的质量含量占比为1wt %,余量为TaC。
[0081]将硬度层混合料和强度层混合料分别进行注射成型(将混合料分别倒入粉末冶金注塑机的进料口,设定分段加热的程序,在160°C下。使得混合料在注塑机模腔中熔化、排气及碾压破碎,最后从出料口出来,进入通过三维软件设计好的组合模具中,配以一定的压力,第一次挤压成型底部流道和凹型腔,随后将模具冷却到80°C后解压;装配型腔阴模和复合模,再次注入混合料,模体经过二次感应升温至150°C,配以成型压力第二次挤压成型上部包覆盖及型腔,冷却后脱模获得所需形状的坯体),然后将得到0.5mm厚的硬度层单片膜坯和0.5mm厚的强度层单片膜坯相互依次交叠,得到具有3cm的梯度层,将所得的梯度层进行温压处理,即放入真空干燥箱中进行加热处理,加热温度为200°C,保温2h,以巩固膜坯之间的结合力。
[0082]将强度层混合料通过同样的注射成型工艺制得强度层单片膜坯,然后将强度层单片膜坯堆叠制得基体层,基体高度为3cm。
[0083]将梯度层与基体层叠在一起(基体层在下,梯度层在上),经温压处理(温压工艺同上)后,获得所需的复合坯体。
[0084]将所述复合坯体在汽油中浸泡6h,然后将浸泡过的复合坯体在真空脱蜡一体炉中进行烧结,烧结温度为1400°C,保温时间为60min,烧结结束后进行冷却,得到毛坯,将毛坯进行磨削加工,得到截齿头。
[0085]得到的截齿头的结构如图1所示,图1为本发明实施例1得到的截齿头的结构示意图。
[0086]本发明对本实施例得到的截齿头进行了金相分析,如图2?3所示,图2为本发明实施例1得到的截齿头中强度层和硬度层交界处的金相图(200 μπι);图3为本发明实施例1得到的截齿头中强度层和硬度层交界处的金相图(10 μπι)。通过图2可以明显看出硬度层与强度层的显微结构的区别,左边是细(或超细)晶粒的强度层,它具有高强度,这就保证截齿良好的抗冲击韧性;右边为中(或粗)颗粒的硬度层,它具有高硬度,这便给予截齿头好的耐磨性。通过图3可以看出硬度层和强度层单片膜坯的交界处过度相当自然,毫无违和感。分解处虽然能明显看出晶粒度不同,但二者粘结相已经融为一体,即单片膜坯之间已完美结合,无任何孔隙等缺陷出现,烧结后毛坯已形成一个完整的、机械性能优异的矿用截齿头。
[0087]本发明按照上述技术方案测定了截齿头的相对耐磨性、相对耐腐蚀性、硬度和强度,结果表明,本实施例得到的截齿头的相对耐磨性为84.9,相对耐腐蚀性为29.9,硬度为90.1HRA ;强度为 3600KN/mm2。
[0088]实施例2:
[0089]将75g的牌号A料、1g的聚乙二醇和1g的高温蜡混合,得到硬度层混合料;将70g的牌号B混合料、15g的聚乙二醇和15g的高温蜡混合,得到强度层混合料;其中牌号A料中WC的质量含量占比为94wt%,Co的质量含