不同脱蜡制度yw2牌号合金磁性能和碳含量的影响探索.doc

不同脱蜡制度对YW2牌号合金磁性能和碳含量的影响探索摘要：通过对在不同脱蜡制度下的YW2牌号硬质合金的碳含量变化及相应的磁性能变化，探索得出较理想的该牌号脱蜡后的碳量范围，为大批生产试烧提供参考。1、前言随着机械加工行业的不断发展，有“现代工业牙齿”之称的硬质合金得到了越来越广泛的应用，用户对硬质合金的性能要求亦越来越高，这些性能要求包括强度和硬度，对于硬质合金生产厂家而言。这是一个矛盾的方面，要解决它合理有效地控制生产过程中的C、O含量显得尤为重要，而本单位现有的生产工艺和设备决定了我们在整个生产过程中产品质量的不受控因素较多，产品质量波动较大。结合近几年来用户反映的质量问题和市场需要。本人就脱蜡工艺对YW2合金磁性能和碳含量的影响作了一些有关的探索，希望藉此能对其他硬质合金牌号的大批生产有些帮助。2、实验方法：随机取未掺成型剂的YW2牌号混合料3批，记下批号，取样送中试做总碳、游离碳、氧含量分析。掺SBS和石蜡成型剂，压制成半成品（型号为PS21试条），在一定的H2流量下分别在400/180min、500/60min、500/90min、550/90min的制度下脱蜡，将不同脱蜡制度下的试样部分送中试作C总、O2、cbc分析，其余放在1470/50min制度下烧结，烧结后观察表面断口作性能检测。3、实验结果从大批生产中随机取三批混合料作试验，代号为A、B、C，实验结果如表1所示：C总CbCOC化HcCom%表面及断口A-原6.580.2240.436.256A-16.640.4070.436.23314.5 14.5 14.67.9 7.9 8.0表面渗C 、断口正常A-26.600.3740.406.22615.4 15.4 15.47.8 7.8 7.8表面断口均无渗脱CA-36.540.340.376.20016.2 16.1 16.17.7 7.7 7.7表面断口均无渗脱CA-46.490.2750.366.21518.0 18.1 18.37.1 7.1 7.2表面白、晶粒细B-原6.570.2850.486.285B-16.650.3980.356.25213.7 13.6 13.9 8.0 8.2 8.2表面渗C 、断口正常B-26.590.3580.336.23214.6 14.8 14.87.9 8.0 8.1 表面断口均无渗脱CB-36.540.3200.356.22015.2 15.3 15.67.8 7.8 7.9表面断口均无渗脱CB-46.490.2850.356.20517.0 17.0 16.97.3 7.4 7.4表面白、晶粒细C-原6.570.2930.516.277C-16.660.4130.456.24713.0 13.7 13.77.9 7.9 8.0表面渗C 、断口正常C-26.620.4000.396.22014.4 14.5 14.47.8 7.7 7.8表面断口均无渗脱CC-36.560.3570.396.20315.2 15.3 15.07.6 7.6 7.6表面断口均无渗脱CC-46.510.3300.396.18017.0 17.3 17.17.2 7.3 7.2表面白、晶粒细注：1400/180min制度下脱蜡； 2500/60min制度下脱蜡；3500/90min制度下脱蜡； 4550/90min制度下脱蜡； 原混合料（未掺成型剂）。4、实验讨论：、总碳、游离碳和化合碳的变化从表1可以看出，随着脱蜡温度的升高,总碳、游离碳、化合碳都呈下降趋势，而试样中化合碳的含量比未掺成型剂前化合碳的含量要低，游离碳则比未掺成型剂前混合料中的游离碳要高。本试验所用到的成型剂为石蜡SBS汽油溶液，它是一种有多种不同碳原子数所组成的碳氢化合物的混合物图1.是干氢气流下加热石蜡挥发量与时间的关系图由图可见，150时石蜡缓慢挥发，250-300时才能较快和完全挥发，一般来说380之前石蜡不会裂化，而以石蜡蒸汽被H2带走，因而在制品内不残留碳。380以后石蜡开始裂化分解，高分子的石蜡裂化成低分子石蜡烯及游离碳，温度继续升高，低分子的石蜡随之分解成游离碳，根据实际生产经验，SBS溶液的增碳效果更强，这是导致了表1的游离碳增加的一个重要原因。图2是常用碳化物与氢气、水、氮气相互发生作用的温度图。1WCH2OWH2CO 2WC2H2WCH43Ta1/2N2TaNC 4TiH20TiOH2C5TiC1/2N2TiNC由图中的曲线1、2可知，WC的脱碳反应在脱蜡阶段不会发生，由于YW2牌号合金中含有一定量的TiC及TaC，而工业用H2中都含有一定量的水及N2，按图2曲线3、4、5则会有如下反应发生TiH20TiOH2C Ta1/2N2TaNC TiC1/2N2TiNC 反应在本实验及实际的生产过程中都会发生，这三个化学反应对于生产来说具有实际意义，它们使烧结体的化合碳下降，游离碳增加，将会直接影响到产品的使用性能，这是我们实验中表1列出的化合碳下降，游离碳增加的一个重要原因。、矫顽磁力的变化由于硬质合金中的粘结相Co是铁磁性物质，因而使合金具有一定的磁性，矫顽磁力的大小主要决定于钴层的厚度，同时与钴粉分布的均匀性和合金的碳含量有关，钴层厚度决定于钴含量和WC晶粒度。由于矫顽磁力可用来控制合金的组织。所以，它是生产厂家控制合金性能的一项重要技术指标。由表1可以看出，在同一批混合料中，同一烧结制度下随脱蜡温度的升高，总碳降低，矫顽磁力呈上升趋势，这是由于烧结体内的液相数量随碳量的增加而提高，同时烧结体内保持液相的时间也随含碳量的增加而延长，所以提高烧结体含碳量可以促使WC的晶粒度变粗而导致矫顽磁力下降，反之，矫顽磁力上升。根据我单位制定的优质品矫顽磁力范围标准，脱碳后总碳含量在6.54-6.64%范围内的试样，其矫顽磁力能较好地满足性能要求。一般来说，在硬质合金的生产中混合料的化合碳越高，游离碳越低，则合金的综合性能及组织结构将更理想。因此，在脱蜡能较完全的情况下，适当H2流量，降低脱蜡温度以抑制反应的发生，达到控制矫顽磁力的目的显得十分重要。、Com%及合金表面断口变化情况钴磁与合金内的含钴量及含碳量有关。由表1可以看出，在烧结制度相同的条件下，同一批料的钴磁值随脱蜡温度的升高而下降，当脱蜡使得制品内的含碳量低于6.51%后，钴磁急剧下降。与此同时，合金表面的断口及金相结果显示WC晶粒变细。当脱蜡使得制品内的含碳量高于6.64%后钴磁达到上限值，合金表面变暗，断口显示WC晶粒较粗，WC晶粒过细或过粗都将影响合