專利名稱：一種硬質(zhì)合金在線檢測(cè)控制燒結(jié)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金真空燒結(jié)及真空壓力燒結(jié)生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
公知硬質(zhì)合金總碳與晶粒度的控制是硬質(zhì)合金強(qiáng)度、硬度、耐磨性等性能控制的核心。代表這兩種核心控制的鈷磁及矯頑磁力內(nèi)控檢測(cè)指標(biāo)，在燒結(jié)工序被在線精確穩(wěn)定控制具有重要的意義。致密化過(guò)程的掌控對(duì)減少晶粒燒結(jié)長(zhǎng)大夾粗、促進(jìn)晶粒均勻化具有重要的意義。硬質(zhì)合金強(qiáng)度、硬度、耐磨性等性能與其碳量高低、晶粒粗細(xì)(晶粒度)、晶粒均勻性有密切的關(guān)系。硬質(zhì)合金生產(chǎn)中，主要用鈷磁來(lái)衡量碳量高低，用矯頑磁力來(lái)衡量晶粒度，用金相分析來(lái)衡量晶粒均勻性。燒結(jié)是決定產(chǎn)品碳量高低，晶粒粗細(xì)，晶粒均勻性的最后工序?，F(xiàn)有的硬質(zhì)合金燒結(jié)工藝是硬質(zhì)合金燒結(jié)出爐后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鈷磁、矯頑磁力測(cè)定，測(cè)定的目的僅是對(duì)產(chǎn)品是否合格進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)品合格率沒(méi)有直接關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)有的硬質(zhì)合金燒結(jié)工藝在燒結(jié)過(guò)程中無(wú)法知道究竟何時(shí)何溫開(kāi)始收縮，究竟何時(shí)何溫收縮完畢，僅在理論經(jīng)驗(yàn)上估算確定爐內(nèi)氣氛、燒結(jié)溫度和時(shí)間。而燒結(jié)前的成型毛坯，各批次均有波動(dòng)，不盡一致，導(dǎo)致燒結(jié)很難實(shí)現(xiàn)某一材質(zhì)牌號(hào)鈷磁值及矯頑磁力值的精確穩(wěn)定控制。燒結(jié)又是決定產(chǎn)品內(nèi)在性能的最后一道工序，一旦性能指標(biāo)波動(dòng)大，一是不能穩(wěn)定各批次產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，品質(zhì)下降，二是如果波動(dòng)過(guò)大，甚至?xí)斐勺罱K廢品。硬質(zhì)合金制品在爐內(nèi)燒結(jié)時(shí)的致密化收縮，其具體情況均不能在線掌握，由于產(chǎn)品在真空爐內(nèi)既看不見(jiàn)也摸不著，均是出爐以后去測(cè)量出收縮了多少，至于具體什么溫度什么時(shí)間開(kāi)始收縮， 究竟何時(shí)何溫收縮完畢，這些均未實(shí)現(xiàn)在線控制。無(wú)法實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)品碳量高低、晶粒大小密切相關(guān)聯(lián)的內(nèi)控質(zhì)量指標(biāo)鈷磁(com)值和矯頑磁力(He)值的精確控制，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)與硬質(zhì)相晶粒均勻性相關(guān)聯(lián)的收縮致密化過(guò)程控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有硬質(zhì)合金燒結(jié)工藝上述之不足而提供一種硬質(zhì)合金在線檢測(cè)控制燒結(jié)工藝。本發(fā)明的燒結(jié)工藝為在硬質(zhì)合金真空燒結(jié)或真空壓力燒結(jié)過(guò)程中，(1).在線檢測(cè)出產(chǎn)品尺寸線收縮量，據(jù)在線檢測(cè)產(chǎn)品尺寸線收縮量與其當(dāng)時(shí)燒結(jié)溫度及燒結(jié)時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并參考經(jīng)驗(yàn)對(duì)應(yīng)值，即時(shí)在線調(diào)整燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間；(2)在硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度保溫的過(guò)程中，從爐內(nèi)在線取樣檢測(cè)鈷磁值，據(jù)從爐內(nèi)取樣檢測(cè)出的鈷磁值，即時(shí)在線調(diào)整爐內(nèi)氣氛、并對(duì)燒結(jié)溫度、燒結(jié)保溫時(shí)間提供參考；(3)在硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度保溫的過(guò)程中，從爐內(nèi)取樣檢測(cè)矯頑磁力值，據(jù)從爐內(nèi)取樣檢測(cè)出的矯頑磁力值，即時(shí)在線調(diào)整燒結(jié)溫度、燒結(jié)保溫時(shí)間；并對(duì)調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛提供參考；(4).據(jù)在線檢測(cè)出產(chǎn)品的尺寸線收縮量、鈷磁及矯頑磁力值綜合分析確定最終燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間和爐內(nèi)燒結(jié)氣氛。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明提供了一種在真空燒結(jié)或真空壓力燒結(jié)過(guò)程中，實(shí)施鈷磁及矯頑磁力和收縮進(jìn)程三個(gè)方面的在線即時(shí)檢測(cè)控制燒結(jié)工藝。根據(jù)在線檢測(cè)出的鈷磁、矯頑磁力、收縮進(jìn)程為依據(jù)，結(jié)合爐內(nèi)氣氛與鈷磁的經(jīng)驗(yàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，矯頑磁力與溫度時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)比產(chǎn)品所要求的目標(biāo)控制值，綜合考慮確定最佳爐內(nèi)氣氛、燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間。在燒結(jié)過(guò)程中由于在線檢測(cè)并及時(shí)控制調(diào)整，能一改以前經(jīng)驗(yàn)粗放式的燒結(jié)工藝技術(shù)控制方式。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)并達(dá)到產(chǎn)品鈷磁(com值)，矯頑磁力(He值)的精確控制，使產(chǎn)品碳量，晶粒粗細(xì)被控制在較理想的設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。它能實(shí)現(xiàn)并達(dá)到燒結(jié)致密化恰到好處，消除欠燒、過(guò)燒的現(xiàn)象，防止過(guò)多的晶粒長(zhǎng)大夾粗，從而較理想地控制產(chǎn)品最佳性能設(shè)計(jì)指標(biāo)，極大地提升產(chǎn)品品質(zhì)，穩(wěn)定質(zhì)量，提高合格率。


附圖1為本工藝實(shí)施例中所采用的在線收縮測(cè)量和在線取樣裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本工藝實(shí)施例中電信號(hào)尺結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3為附圖IA處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明必須在具有在線收縮測(cè)量和在線取樣裝置的燒結(jié)爐生產(chǎn)線上實(shí)施。先按預(yù)設(shè)的經(jīng)驗(yàn)性工藝曲線進(jìn)行燒結(jié)，在運(yùn)行工藝曲線的過(guò)程中，在硬質(zhì)合金真空燒結(jié)或真空壓力燒結(jié)過(guò)程中(1).在線檢測(cè)出產(chǎn)品尺寸線收縮量，據(jù)在線檢測(cè)產(chǎn)品尺寸線收縮量與其當(dāng)時(shí)燒結(jié)溫度及燒結(jié)時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并參考經(jīng)驗(yàn)對(duì)應(yīng)值，即時(shí)在線調(diào)整燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間；(2)在硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度保溫的過(guò)程中，從爐內(nèi)在線取樣檢測(cè)鈷磁值，據(jù)從爐內(nèi)取樣檢測(cè)出的鈷磁值，即時(shí)在線調(diào)整爐內(nèi)氣氛、并對(duì)燒結(jié)溫度、燒結(jié)保溫時(shí)間提供參考；(3)在硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度保溫的過(guò)程中，從爐內(nèi)取樣檢測(cè)矯頑磁力值，據(jù)從爐內(nèi)取樣檢測(cè)出的矯頑磁力值，即時(shí)在線調(diào)整燒結(jié)溫度、燒結(jié)保溫時(shí)間；并對(duì)調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛提供參考；(4).據(jù)在線檢測(cè)出產(chǎn)品的尺寸線收縮量、鈷磁及矯頑磁力值綜合分析確定最終燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間和爐內(nèi)燒結(jié)氣氛。設(shè)有在線收縮測(cè)量和在線取樣裝置的燒結(jié)爐，包括燒結(jié)爐，燒結(jié)爐包括爐殼1、爐膛2、保溫隔熱層3及石墨舟板7，它還有在線收縮測(cè)量裝置和在線取樣裝置；在線收縮測(cè)量裝置由彈簧19、推桿18、保溫隔熱塊23、石墨壓塊對(duì)、導(dǎo)電推桿滑針 20、電信號(hào)尺21、PLC22構(gòu)成；在石墨舟板7上設(shè)有收縮檢測(cè)樣條擋塊7_1，石墨壓塊M放置在石墨舟板7上，石墨壓塊M與保溫隔熱塊23相觸，推桿18兩端分別與保溫隔熱塊23 和彈簧19 一端相觸，彈簧19另一端抵在爐殼1上，導(dǎo)電推桿滑針20絕緣固定在推桿18上，電信號(hào)尺21安裝在爐殼1和保溫隔熱層3之間的殼倉(cāng)內(nèi)，電信號(hào)尺21由殼體、一組導(dǎo)電片21-1和一組電絕緣片21-2構(gòu)成，一組導(dǎo)電片21-1 和一組電絕緣片21-2相間排列安裝在殼體內(nèi)，導(dǎo)電推桿滑針20在工作狀態(tài)時(shí)順序與一組導(dǎo)電片21-1電連接，一組導(dǎo)電片21-1與導(dǎo)電推桿滑針20分別與PLC22電連接；
在線取樣裝置由支撐小舟塊8、保溫隔熱蓋塊27、保溫隔熱墊塊沈、落桿9、1號(hào)球閥10、2號(hào)球閥14、3號(hào)閥17、4號(hào)閥16、5號(hào)球閥25、快速冷卻室11、冷卻油12、冷卻水套 13、接樣容器皿15、取樣管10-1和落樣管10-2構(gòu)成；在石墨舟板7上和殼體1上分別設(shè)有取樣孔，取樣管兩端分別與石墨舟板7的取樣孔和殼體1的取樣孔相通，5號(hào)球閥25安裝在取樣管10-1的出口端，落桿9安裝在取樣管10-1內(nèi)，保溫隔熱墊塊沈放置在落桿9頂端，支撐小舟塊8放置在保溫隔熱墊塊沈上，且位于石墨舟板7的取樣孔內(nèi)，保溫隔熱蓋塊 27蓋在石墨舟板7的取樣孔上方，取樣管10-1和落樣管10-2通過(guò)5號(hào)球閥25相通，1號(hào)球閥10安裝在落樣管10-2未端，1號(hào)球閥10和2號(hào)球閥14通過(guò)快速冷卻室11相通，冷卻油12放置在快速冷卻室11內(nèi)，冷卻水套13包裹在快速冷卻室11外，接樣容器皿15位于 2號(hào)球閥14出口下方，3號(hào)閥17進(jìn)、出口分別與取樣管10-1和落樣管10-2相通，4號(hào)閥16 一端與落樣管10-2相通，另一端與大氣相通。在線收縮測(cè)量裝置使用方法及工作方式使用時(shí)，制品4放置在石墨舟板7上，檢測(cè)收縮率的樣條6 (化學(xué)成分與制品一樣)放置在石墨舟板7上，一端與石墨舟板7上的擋塊7-1相觸，另一端與石墨壓塊M相觸。在制品燒結(jié)過(guò)程中，檢測(cè)收縮率的樣條6隨溫度升高開(kāi)始收縮，彈簧微力推動(dòng)推桿、保溫隔熱塊、石墨壓塊，使檢測(cè)收縮率的樣條始終與擋塊 7-1相觸，同時(shí)導(dǎo)電推桿滑針在電信號(hào)尺上移動(dòng)，推桿滑針與電信號(hào)尺上的一組導(dǎo)電片從原點(diǎn)零位起依次接通，接通的電信號(hào)輸給PLC (燒結(jié)爐上配備的用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī))22， 在PLC顯示器上即可顯示樣條的收縮值。在線取樣裝置使用方法及工作方式檢測(cè)鈷磁和矯頑磁力的樣條5 (化學(xué)成分與制品一樣)放置在支撐小舟塊8上，保溫隔熱蓋塊(XT)壓在樣條5上。先關(guān)閉5號(hào)球閥25、2號(hào)球閥14、4號(hào)閥16，打開(kāi)1號(hào)球閥10、3號(hào)閥17，將快速冷卻室11同爐殼倉(cāng)一同抽成真空，然后關(guān)閉1號(hào)球閥10、3號(hào)閥17。在線取樣時(shí)，先將5號(hào)球閥25打開(kāi)，打開(kāi)的同時(shí)，落桿9、保溫隔熱墊塊26、小舟塊8和樣條5全部落入落樣管10-2內(nèi)(此時(shí)保溫隔熱蓋塊27蓋住取樣孔)，此時(shí)關(guān)閉5號(hào)球閥25，落桿9、保溫隔熱墊塊26、小舟塊8和樣條5在落樣管(10_2) 內(nèi)停留1-2分鐘，使樣條5稍冷卻硬化后，再打開(kāi)1號(hào)球閥10，使落桿9、保溫隔熱墊塊26、 小舟塊8和樣條5進(jìn)入快速冷卻室11內(nèi)快速冷卻，此時(shí)打開(kāi)4號(hào)閥16 (用于使落樣管10-2 及快速冷卻室11內(nèi)壓力與外大氣平衡)，最后打開(kāi)2號(hào)球閥14，讓落桿9、保溫隔熱墊塊沈、 小舟塊8和樣條5落入接樣容器皿，從接樣容器皿中拿出樣條，洗凈擦干，即可進(jìn)行檢測(cè)鈷磁及矯頑磁力值(6分鐘以內(nèi)完成，要求鈷磁、矯頑磁力檢測(cè)儀器預(yù)熱啟動(dòng)作好準(zhǔn)備并離燒結(jié)爐現(xiàn)場(chǎng)較近)，然后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果并參考收縮值綜合分析來(lái)調(diào)整爐內(nèi)的氣氛、溫度和燒結(jié)時(shí)間。舉燒結(jié)某YG6球齒產(chǎn)品例如下燒結(jié)某YG6球齒產(chǎn)品時(shí)，設(shè)計(jì)要求鈷磁(COM值)控制在5. 94 %-5. 98 %，矯頑磁力(HC值)控制在ll.6-12.0KA/rn。該材質(zhì)牌號(hào)在燒結(jié)爐內(nèi)鈷磁的經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)為 +0. 01 COM/IOL CH4 (增碳)、-0. 01C0M/8L C02 (減碳)。矯頑磁力(HC)的經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)(預(yù)設(shè)燒結(jié)溫度不變)為-0. 1/延長(zhǎng)4分鐘、+0. 1/縮短4分鐘。預(yù)設(shè)燒結(jié)溫度1450°C，保溫時(shí)間65分鐘。在線檢測(cè)出鈷磁(COM值)5. 66%，矯頑磁力(HC值)12. 30KA/m，那么、應(yīng)通增碳?xì)夥?CH4 (5. 96-5. 66) +0. 01X10L = 300L 延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間(12. 30-11. 80) +0. 1X4 分鐘= 20分鐘。(最終燒結(jié)溫度1450°C.保溫時(shí)間85分鐘，即時(shí)向爐瞠內(nèi)通入300升增碳性甲烷氣體)。
權(quán)利要求
1. 一種硬質(zhì)合金在線檢測(cè)控制燒結(jié)工藝，其特征在于其燒結(jié)工藝為 在硬質(zhì)合金真空燒結(jié)或真空壓力燒結(jié)過(guò)程中，(1).在線檢測(cè)出產(chǎn)品尺寸線收縮量，據(jù)在線檢測(cè)產(chǎn)品尺寸線收縮量與其當(dāng)時(shí)燒結(jié)溫度及燒結(jié)時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并參考經(jīng)驗(yàn)對(duì)應(yīng)值，即時(shí)在線調(diào)整燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間；(2)在硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度保溫的過(guò)程中，從爐內(nèi)在線取樣檢測(cè)鈷磁值，據(jù)從爐內(nèi)取樣檢測(cè)出的鈷磁值，即時(shí)在線調(diào)整爐內(nèi)氣氛、并對(duì)燒結(jié)溫度、燒結(jié)保溫時(shí)間提供參考；(3)在硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度保溫的過(guò)程中，從爐內(nèi)取樣檢測(cè)矯頑磁力值，據(jù)從爐內(nèi)取樣檢測(cè)出的矯頑磁力值，即時(shí)在線調(diào)整燒結(jié)溫度、燒結(jié)保溫時(shí)間；并對(duì)調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛提供參考；(4).據(jù)在線檢測(cè)出產(chǎn)品的尺寸線收縮量、鈷磁及矯頑磁力值綜合分析確定最終燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間和爐內(nèi)燒結(jié)氣氛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金在線檢測(cè)控制燒結(jié)工藝，其燒結(jié)工藝為在硬質(zhì)合金真空燒結(jié)或真空壓力燒結(jié)過(guò)程中，(1)在線檢測(cè)出產(chǎn)品尺寸線收縮量；(2)從爐內(nèi)在線取樣檢測(cè)鈷磁值；(3)從爐內(nèi)在線取樣檢測(cè)矯頑磁力值；(4)據(jù)在線檢測(cè)出產(chǎn)品的尺寸線收縮量、鈷磁及矯頑磁力值綜合分析確定最終燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間和爐內(nèi)燒結(jié)氣氛。優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)在線檢測(cè)出的鈷磁、矯頑磁力、收縮進(jìn)程為依據(jù)，結(jié)合爐內(nèi)氣氛與鈷磁的經(jīng)驗(yàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，矯頑磁力與溫度時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)比產(chǎn)品所要求的目標(biāo)控制值，能實(shí)現(xiàn)并達(dá)到產(chǎn)品鈷磁(com值)，矯頑磁力(Hc值)的精確控制，使產(chǎn)品碳量，晶粒粗細(xì)被控制在較理想的設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。極大地提升產(chǎn)品品質(zhì)，穩(wěn)定質(zhì)量，提高合格率。
文檔編號(hào)B22F3/10GK102189258SQ20111010130
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者呂小軍, 陳明 申請(qǐng)人:荊門金鉆硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司