雙層硬質(zhì)合金基體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及雙層硬質(zhì)合金基體及制備方法，包括U形結(jié)構(gòu)的第一硬質(zhì)合金體以及被所述第一硬質(zhì)合金體所包覆的第二硬質(zhì)合金體，第一硬質(zhì)合金體為中高鈷硬質(zhì)合金，第二硬質(zhì)合金體為中低鈷硬質(zhì)合金。制備時，先預(yù)成型第二硬質(zhì)合金體，利用第二硬質(zhì)合金體的突出部定位，一起成型U形結(jié)構(gòu)雙層硬質(zhì)合金基托，最后通過低壓燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)形成U形結(jié)構(gòu)的雙層硬質(zhì)合金基托。U形結(jié)構(gòu)雙層硬質(zhì)合金基體的兩種硬質(zhì)合金之間具有清晰的界面及不同的金相結(jié)構(gòu)，具有制造簡單可控、產(chǎn)品性能可重復(fù)性高等特點(diǎn)。
【專利說明】 雙層硬質(zhì)合金基體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙層硬質(zhì)合金基體及其制備方法，屬于硬質(zhì)合金粉末冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在PDC用硬質(zhì)合金基體產(chǎn)品中，基體使用的硬質(zhì)合金通常為含鈷為8%?20%的單一鈷含量的硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金在PDC產(chǎn)品中給耐磨性更高的金剛石層起到支撐作用，能夠吸收PDC在使用過程中造成的沖擊。單一鈷含量硬質(zhì)合金在與金剛石微粉高溫高壓復(fù)合形成PDC的過程中，會造成硬質(zhì)合金中的鈷向金剛石層遷移，造成硬質(zhì)合金中鈷的流失，減低了基體的支撐作用。含鈷量低的硬質(zhì)合金基體所起的支撐作用低于含鈷量高的基體，含鈷量高的基體在復(fù)合過程中又會造成過多的鈷遷移，造成金剛石層與硬質(zhì)合金接觸界面的鈷富集，使PDC在高溫時容易石墨化，降低了 PDC的品質(zhì)。
[0003]目前，通常是設(shè)計一種梯度硬質(zhì)合金產(chǎn)品，主要是采用物理或者化學(xué)方法使產(chǎn)品不同部位產(chǎn)生鈷梯度來滿足PDC生產(chǎn)對基體的要求。也有技術(shù)是采用真空擴(kuò)散焊方法，通過細(xì)晶中鈷基托形成PDC產(chǎn)品，然后與中高鈷基托進(jìn)行真空擴(kuò)散焊。但以上方法生產(chǎn)成本高，工藝復(fù)雜，難以控制，容易造成產(chǎn)品的性能不穩(wěn)定，可重復(fù)性、可靠性和一致性都較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種雙層硬質(zhì)合金基體及其制備方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
雙層硬質(zhì)合金基體，特點(diǎn)是:包括U形結(jié)構(gòu)的第一硬質(zhì)合金體以及被所述第一硬質(zhì)合金體所包覆的第二硬質(zhì)合金體。
[0006]進(jìn)一步地，上述的雙層硬質(zhì)合金基體，所述第一硬質(zhì)合金體為中高鈷硬質(zhì)合金，所述第二硬質(zhì)合金體為中低鈷合金。
[0007]更進(jìn)一步地，上述的雙層硬質(zhì)合金基體，所述第二硬質(zhì)合金體凸設(shè)有突出部。
[0008]更進(jìn)一步地，上述的雙層硬質(zhì)合金基體，所述突出部的形狀呈錐臺狀、球體狀或球缺狀。
[0009]更進(jìn)一步地，上述的雙層硬質(zhì)合金基體，所述第一硬質(zhì)合金體的中心線與第二硬質(zhì)合金體的中心線同軸。
[0010]更進(jìn)一步地，上述的雙層硬質(zhì)合金基體，所述第一硬質(zhì)合金體中鈷含量為10%?25%，第二硬質(zhì)合金體中鈷含量為5%?15%。
[0011]本發(fā)明雙層硬質(zhì)合金基體的制備方法，首先，首先，預(yù)成型具有突出部的圓柱狀第二硬質(zhì)合金體，將預(yù)成型后的第二硬質(zhì)合金體放入與其中部分硬質(zhì)合金一樣結(jié)構(gòu)的成型模中，利用第二硬質(zhì)合金體的突出部定位，再充填粉料，一起成型倒置的第一硬質(zhì)合金體，成型后的坯料經(jīng)過低壓燒結(jié)爐燒結(jié)，從而形成U形結(jié)構(gòu)的雙層硬質(zhì)合金基體。[0012]再進(jìn)一步地，上述的雙層硬質(zhì)合金基體的制備方法，所述低壓燒結(jié)爐的燒結(jié)溫度為1390?1440°C，壓力為I?5MPa。
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在:
本發(fā)明U形結(jié)構(gòu)雙層硬質(zhì)合金基體的兩種硬質(zhì)合金之間具有清晰的界面及不同的金相結(jié)構(gòu)，具有制造簡單可控、產(chǎn)品性能可重復(fù)性高等特點(diǎn)，可以滿足有特殊要求的PDC用基體的生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
圖1:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:本發(fā)明的金相不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，雙層硬質(zhì)合金基體，包括U形結(jié)構(gòu)的第一硬質(zhì)合金體I以及被所述第一硬質(zhì)合金體所包覆的第二硬質(zhì)合金體2，第一硬質(zhì)合金體I為中高鈷硬質(zhì)合金，第二硬質(zhì)合金體2為中低鈷硬質(zhì)合金，第二硬質(zhì)合金體2凸設(shè)有突出部3，突出部3的形狀呈錐臺狀、球體狀或球缺狀，第一硬質(zhì)合金體I的中心線與第二硬質(zhì)合金體2的中心線同軸，第一硬質(zhì)合金體I中鈷含量為10%?25%，第二硬質(zhì)合金體2中鈷含量為5%?15%。
[0016]雙層硬質(zhì)合金基體的制備工藝:首先，預(yù)成型具有突出部3的圓柱狀第二硬質(zhì)合金體2，第二硬質(zhì)合金體2為YG16高鈷硬質(zhì)合金，為中顆?；炀ЫY(jié)構(gòu)；將預(yù)成型后的第二硬質(zhì)合金體2放入與其中部分硬質(zhì)合金一樣結(jié)構(gòu)(利用第二硬質(zhì)合金體2的突出部3來定位，起到與第一硬質(zhì)合金體I同軸的作用)的成型模中，再充填粉料，一起成型倒置的第一硬質(zhì)合金體1，第一硬質(zhì)合金體I為YGlO中低鈷硬質(zhì)合金，為細(xì)顆粒單晶結(jié)構(gòu)；成型后的坯料經(jīng)過ALD500低壓燒結(jié)爐燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1390?1440°C，壓力為I?5MPa，從而形成U形結(jié)構(gòu)的雙層硬質(zhì)合金基體。如圖2所示，此U形結(jié)構(gòu)的雙層硬質(zhì)合金基體中的不同硬質(zhì)合金具有的不同成份、晶粒度或相結(jié)構(gòu)，且界面過渡清晰。
[0017]先通過預(yù)制U形雙層結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金合金基體中間的第二硬質(zhì)合金體2，利用第二硬質(zhì)合金體2上的突出部3進(jìn)行定位，然后再生成U形結(jié)構(gòu)的第一硬質(zhì)合金體1，從而形成硬質(zhì)合金基托產(chǎn)品。第二硬質(zhì)合金體2上的突出部3，能夠保證第一硬質(zhì)合金體I與第二硬質(zhì)合金體2處于同心狀態(tài)。其中第一硬質(zhì)合金體I與第二硬質(zhì)合金體2是冶金結(jié)合，并且第一硬質(zhì)合金體I與第二硬質(zhì)合金體2有明顯的界面。第一硬質(zhì)合金體I是低鈷細(xì)晶硬質(zhì)合金，第二硬質(zhì)合金體2是高度粗晶硬質(zhì)合金。第一硬質(zhì)合金體I與第二硬質(zhì)合金體2之間具有不同的成份、晶粒度或相結(jié)構(gòu)。
[0018]綜上所述，本發(fā)明U形結(jié)構(gòu)雙層硬質(zhì)合金基體的兩種硬質(zhì)合金之間具有清晰的界面及不同的金相結(jié)構(gòu)，具有制造簡單可控、產(chǎn)品性能可重復(fù)性高等特點(diǎn)，可以滿足有特殊要求的PDC用基體的生產(chǎn)。
[0019]需要理解到的是:以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.雙層硬質(zhì)合金基體，其特征在于:包括U形結(jié)構(gòu)的第一硬質(zhì)合金體以及被所述第一硬質(zhì)合金體所包覆的第二硬質(zhì)合金體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層硬質(zhì)合金基體，其特征在于:所述第一硬質(zhì)合金體為中高鈷硬質(zhì)合金，所述第二硬質(zhì)合金體為中低鈷硬質(zhì)合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層硬質(zhì)合金基體，其特征在于:所述第二硬質(zhì)合金體凸設(shè)有突出部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層硬質(zhì)合金基體，其特征在于:所述突出部的形狀呈錐臺狀、球體狀或球缺狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層硬質(zhì)合金基體，其特征在于:所述第一硬質(zhì)合金體的中心線與第二硬質(zhì)合金體的中心線同軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層硬質(zhì)合金基體，其特征在于:所述第一硬質(zhì)合金體中鈷含量為10%?25%，第二硬質(zhì)合金體中鈷含量為5%?15%。
7.權(quán)利要求1所述的雙層硬質(zhì)合金基體的制備方法，其特征在于:首先，預(yù)成型具有突出部的圓柱狀第二硬質(zhì)合金體，將預(yù)成型后的第二硬質(zhì)合金體放入與其中部分硬質(zhì)合金一樣結(jié)構(gòu)的成型模中，利用第二硬質(zhì)合金體的突出部定位，再充填粉料，一起成型倒置的第一硬質(zhì)合金體，成型后的坯料經(jīng)過低壓燒結(jié)爐燒結(jié)，從而形成U形結(jié)構(gòu)的雙層硬質(zhì)合金基體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層硬質(zhì)合金基體的制備方法，其特征在于:所述低壓燒結(jié)爐的燒結(jié)溫度為1390?1440°C，壓力為I?5MPa。
【文檔編號】B22F7/06GK103691960SQ201310724238
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】李雄明, 余立新, 陸慶忠 申請人:蘇州新銳合金工具股份有限公司