硬質合金球及其制備方法技術

本發(fā)明專利技術用于工業(yè)設備傳輸、轉動、閥等機械中的硬質合金球，包括硬質合金球殼體、位于硬質合金球殼體內與硬質合金球殼體內壁復合的由異于硬質合金的材料制成的實心球。本發(fā)明專利技術硬質合金球耐磨、耐腐蝕、耐高溫，可靠性高，安全，使用壽命長，使用范圍廣。本發(fā)明專利技術還提供了硬質合金球的制備方法。

Cemented carbide ball and preparation method thereof

The invention is used for hard alloy ball, rotating valve, industrial equipment, transmission machinery, including hard alloy ball shell, in hard alloy ball shell and hard alloy ball shell wall composite made of hard alloy material different from the solid ball. The invention has the advantages of wear resistance, corrosion resistance, high temperature resistance, high reliability, safety, long service life and wide application range. The invention also provides a preparation method of the cemented carbide ball.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

：本專利技術涉及的是一種用于工業(yè)設備傳輸、轉動、閥等機械中的部件，特別涉及的是一種硬質合金球及其制備方法。
技術介紹
：工業(yè)設備傳輸、轉動、閥、研磨等廣泛使用球。目前使用較普遍的有鋼球、陶瓷球、整體硬質合金球。鋼球靱性好，耐磨、耐腐蝕、耐溫較差；陶瓷球輕、耐磨、耐腐蝕、自潤滑，但性脆、抗壓和沖擊力差、熱導差；整體硬質合金球耐磨、耐腐蝕、耐高溫、熱脹系數(shù)低、抗壓和抗沖擊是陶瓷的2倍以上，但比重大12～15克/立方厘米，且價格髙，是鋼材的百倍、陶瓷價格的3倍左右，嚴重制約了使用范圍。由于比重大，動能高也受到使用限制。比如鋼鐵廠高速軋機傳送，用整體硬質合金球太重傳送不動，用陶瓷不耐沖擊和高溫，用鋼球易高溫退火不耐磨。醫(yī)藥、石化、印染鋼球耐腐蝕差，陶瓷脆，易掉塊，硬質合金太貴，比重大不能高速旋轉。其它領域也同樣遇到類似難以解決的技術問題。
技術實現(xiàn)思路
：本專利技術的目的是為了克服以上不足，提供一種耐磨、耐腐蝕、耐高溫，可靠性高，安全，使用壽命長，使用范圍廣的硬質合金球。本專利技術的另一個目的是為了提供一種硬質合金球的制備方法。本專利技術的目的是這樣來實現(xiàn)的：本專利技術硬質合金球，包括硬質合金球殼體、位于硬質合金球殼體內與硬質合金球殼體內壁復合的由異于硬質合金的材料制成的實心球體。上述的實心球體由金屬和/或金屬氧化物和/或金屬碳化物和/或非金屬和/或非金屬氧化物和/或非金屬碳化物制成。上述的實心球體采用石墨制成，或采用鎢鎳高比重合金制成。上述的硬質合金球的密度為3～18克/立方厘米。本專利技術硬質合金球的制備方法，包括以下步驟：1）制備實心球體：選材，經(jīng)1200～2300℃高溫燒制成理化性能穩(wěn)定，符合設計要求的實心球體，精加工至要求的尺寸；2）在實心球體上附著一層熔點為20～600℃低熔點材料層，低熔點材料層的厚度相當于硬質合金球殼體高溫燒結后的收縮量；3）在實心球體上的低熔點材料層外附著硬質合金粉體并壓實，達到硬質合金壓坯質量標準，其厚度達到設計要求；4）燒結：預燒或浸泡：在低熔點材料的低熔點20～600℃范圍內低溫熔化掉或在溶劑中浸泡掉實心球體上的低熔點材料層，然后進行燒結，溶劑可采用溶劑油（如汽油、四氫萘、煤油、碳氫溶劑油）或酒精等；5）精磨加工。本專利技術硬質合金球的制備方法，包括以下步驟：1）制備實心球體：選材，經(jīng)1200～2300℃高溫燒制成理化性能穩(wěn)定，符合設計要求的實心球體，精加工至要求的尺寸；2）硬質合金球殼體采用兩個硬質合金空心半球殼燒制成型，加工內壁至與實心球體配合的尺寸；3）將實心球體嵌入兩個硬質合金空心半球殼中，兩個硬質合金空心半球殼合攏，適度加壓、二次燒結，在硬質合金液相溫度下使兩個硬質合金空心半球殼燒結成一體，實現(xiàn)兩個硬質合金空心半球殼同質燒結；4）精磨加工。本專利技術硬質合金球的制備方法，包括以下步驟：1）制備實心球體：選擇高于焊接溫度的材料做成實心球體，精加工至要求的尺寸；2）硬質合金球殼體采用兩個硬質合金空心半球殼燒制成型，加工內壁至與實心球體配合的尺寸；3）將實心球體嵌入兩個硬質合金空心半球殼中，將兩個硬質合金空心半球殼焊接成一體；4）精磨加工。本專利技術在硬質合金球殼體內壁復合有異于硬質合金材料制成的實心球體，緊密包裹成一個新型結構的硬質合金球，既保持了原整體硬質合金球耐磨、耐腐蝕、耐髙溫的特性不變，又改變了它的比重（從原來的12～15克/立方厘米，擴展到3～18克/立方厘米），一方面減少了硬質合金使用量，大大降低了成本；另一方面比重的變化，本專利技術輕質硬質合金球可用于高速旋轉；重質（密度17～18克/立方厘米）三耐（耐磨、耐腐蝕、耐高溫）硬質合金球可以擴展到特殊用途。顯然本專利技術硬質合金球提高了許多工業(yè)部件的使用的可靠性、安全性和壽命。本專利技術硬質合金球可以取代用鋼球、陶瓷球、原硬質合金球的技術劣勢，同時也使用戶獲得性價比更髙的優(yōu)質產品。更重要的是解決了在特種需要的環(huán)境下用球的技術難題（如高速軋機）。本專利技術的制備方法具有以下優(yōu)點：1、已有的整體硬質合金球都是同體同質，本專利技術方法制作的是同體不同質的硬質合金球；2、本專利技術方法有效的解決了硬質合金球殼體高溫燒結收縮空間。硬質合金球殼體燒結是一個收縮（變?。┻^程。從粉末成型到燒制，為硬質合金球殼體外層合金收縮設計了一個低溫（600℃以下）材料層，這個低溫材料層為硬質合金球殼體高溫（1300～1550℃收縮留出了精準的時、空間；3、包裹實心球體的二次燒結和焊接，在硬質合金領域仍然是首創(chuàng)。原理雖簡單，但制作過程需要解決的問題仍然是一條劈荒開路的探索過程。附圖說明：圖1為本專利技術硬質合金球結構示意圖。具體實施方式：實施例1：參見圖1，本實施例1直徑為42.88mm的硬質合金球。包括yg8的硬質合金球殼體1、位于硬質合金球殼體1內的密度為1.89的石墨實心球體2。yg8硬質合金球殼體的厚度分別為2mm、3mm、4mm，石墨實心球體直徑對應為38.88mm、36.88mm、34.88mm。制成后的硬質合金球重分別為224g、281g、331.5g。本實施例1中的硬質合金球重比已有的整體硬質合金球（整體硬質合金球材料選擇yg8,密度為14.8，硬度HRA90，合金球重611g）。分別減少了387g、330g、280g，密度從原來的14.8分別降低到5.4、6.8、8.0。如果把球直徑加大，心部低密度材料（如石墨）體積比増大，球的整體密度還可降低至3.0。表面硬度不變HRA90。這樣的新型結構的球保持了高硬度、高耐磨、耐高溫，密度從整體硬質合金高密度降到彽密度的輕質球。本實施例1硬質合金球適合高速、超高速旋轉運用。本實施例1直徑為42.88mm硬質合金球的制備方法是：1）制備實心球體：先用石墨精密加工成39.88mm的球，在1500℃燒1小時左右，冷卻取出測量尺寸和單重，其變化極小或不變情況下可采用，變化大可多次燒結，精加工至直徑為38.88mm；2)做一個38.88×1.20mm的卡孤式球形陰模，上面留注射孔，把石墨實心球體放在陰模中間，注入熔化的石臘，使其均勻包圍石墨實心球體；3）冷卻后取出，放入42.88x1.30（或比1.30更大）mm的球形陰模中間，注入yg8摻膠稀濕料，使其均勻包裏包覆有石臘的石墨實心球體，干燥冷卻后取出等靜壓，等靜壓后的硬質合金壓坯加工至43.88x1.2mm；4）預燒至100℃使石臘層全部脫出（用重量控制），最后放入真空爐燒至1420℃，冷卻后取出獲得直徑為43.88mm的球；5）精磨后獲得高精度的硬質合金球（軸承球）。實施例2：參見圖1，本實施例2直徑為42.88mm的硬質合金球。本專利技術的硬質合金球中的實心球體釆用金屬陶瓷實心球體（碳氮化鈦），實測密度7.2；硬質合金球殼體1采用yg8硬質合金材料制成。硬質合金球殼體厚度分別為2mm、3mm、4mm，陶瓷實心球體2直徑分別為38.88mm、36.88mm、34.88mm。球重分別為376.91g、411.15g、441.98g；密度分別為9.13、9.96、10.70。與整體硬質合金球（整體硬質合金球材料選擇yg8,密度14.8，硬度HRA90，球重611g）相比重量分別降低40%、33%、28%。密度分別降低了38%、33%、28%。球表面硬度保持HRA90。本實施本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
硬質合金球，包括硬質合金球殼體、位于硬質合金球殼體內與硬質合金球殼體內壁復合的由異于硬質合金的材料制成的實心球體。

【技術特征摘要】
1.硬質合金球，包括硬質合金球殼體、位于硬質合金球殼體內與硬質合金球殼體內壁復合的由異于硬質合金的材料制成的實心球體。2.根據(jù)權利要求1所述的硬質合金球，其特征在于實心球體由金屬和/或非金屬和/或金屬碳化物和/或非金屬和/或非金屬氧化物和/或非金屬碳化物制成。3.根據(jù)權利要求1所述的硬質合金球，其特征在于實心球體采用石墨制成，或采用鎢鎳高比重合金制成。4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的硬質合金球，其特征在于硬質合金球的密度為3～18克/立方厘米。5.硬質合金球的制備方法，其特征在于包括以下步驟：1）制備實心球體：選材，經(jīng)1200～2300℃高溫燒制成理化性能穩(wěn)定、符合設計要求的實心球體，精加工至要求的尺寸；2）在實心球體上附著一層低熔點材料層，低熔點材料層的厚度相當于硬質合金球殼體高溫燒結后的收縮量；3）在實心球體上的低熔點材料層外附著硬質合金粉體并壓實、達到硬質合金壓坯質量標準，其厚度達到設計要求；4）燒結：預燒或浸泡：在低熔點材料...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉嶸，
申請(專利權)人：劉嶸，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51