[發(fā)明專利]粗晶粒硬質(zhì)合金的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710035791.1
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101121983A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周愨昱;陳妍
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲硬質(zhì)合金集團有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;B22F9/04;B22F3/16
• 代理公司: 株洲市美奇知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王法男

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金及其制備方法，特別是粗晶粒WC-Co硬質(zhì)合金及其的制備方法。

背景技術(shù)

硬質(zhì)合金以其高硬度和高強度有著廣泛的用途。以前國內(nèi)在制造礦山鑿巖工具和制砂機合金片時常用的材質(zhì)一般是費氏粒度為11.0～25.0μm的普通粗顆粒WC粉和重量百分比為8％～11.5％的Co粉，經(jīng)濕磨、干燥、壓制成型和真空燒結(jié)等工序制得。該普通粗顆粒WC屬于多晶團聚，真空燒結(jié)溫度小于等于1450℃，用該方法制得的粗晶粒硬質(zhì)合金的抗彎強度為1840～2800MPa，硬度Hv₃₀1150～1330，強度和顯微硬度匹配較差，綜合性能較低，尤其是合金的高溫強度不高，抗熱沖擊和抗熱塑變能力不強，不適合在高溫環(huán)境下工作，大大限制了合金的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述不足，提供一種粗晶粒硬質(zhì)合金及其制備方法，其中WC平均晶粒度達到3.2～4.0μm，抗彎強度達到2600～3100MPa，硬度Hv₃₀達到1100～1320，以實現(xiàn)合金強度和顯微硬度的良好匹配，提高粗晶粒硬質(zhì)合金的綜合性能以及抗熱沖擊和抗熱塑變的能力。

本發(fā)明的粗晶粒硬質(zhì)合金，包括重量百分比8.0～11.5％的Co和0.4～0.6％的TaC，余量為WC；所述粗晶粒硬質(zhì)合金中WC平均晶粒度為3.2～4.0μm，抗彎強度為2600～3100MPa，硬度Hv₃₀1100～1320。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的粗晶粒硬質(zhì)合金的制備方法包括配料、濕磨、干燥、壓制成型和真空燒結(jié)工序，配料采用Fsss粒度為11.0～15.0μm、Hcp值為4.50～5.38KA/m、接近單晶的粗顆粒WC粉，以及TaC粉和Co粉；所述燒結(jié)溫度為1450～1520℃。

所述重量比TaC∶Co＝0.045～0.055。

由于采用Fsss粒度為11.0～15.0μm、Hcp值為4.50～5.38KA/m、接近單晶的粗顆粒WC粉為原料，同時采用適量TaC粉以提高合金的高溫強度，以及1450℃～1520℃的高溫真空燒結(jié)，使最終得到的粗晶粒硬質(zhì)合金中WC的平均晶粒度達到3.2～4.0μm，而且結(jié)晶完整，亞晶粒粗大，微觀應(yīng)變小，顯微硬度高，其耐磨性和韌性均得到了較大程度的改善，抗彎強度達到了2600～3360MPa，硬度達到了Hv₃₀1100～1320，實現(xiàn)了強度和顯微硬度的良好匹配，從而使合金綜合性能大大提高。由本發(fā)明的粗晶粒硬質(zhì)合金制造的堅硬巖層鑿巖工具和制砂機合金片，其使用壽命延長了20～45％，工作速度也大為提高。而通過進一步控制TaC粉和Co粉的配料比例，既有益于改善粘結(jié)相成份及晶間微觀結(jié)構(gòu)，提高合金的強度和耐磨性，更顯著提高了合金抗熱沖擊和抗熱塑變的能力，有利于堅硬巖層鑿巖工具和制砂機合金片的使用。

具體實施方式

實施例1：配料時選用重量百分比為8.0％的Co粉，0.4％的TaC粉，余量為Fsss粒度為13.0μm、Hcp值為4.50～4.62KA/m、接近單晶的粗顆粒WC粉，其中TaC∶Co＝0.05。以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為205ml/Kg，球料比為2.72∶1，球磨時間為26小時，干燥制得混合料，模壓成型后，置于真空燒結(jié)爐內(nèi)以1520℃進行燒結(jié)。以PS21(尺寸為6.5×5.25×20mm)試樣條作為檢驗本發(fā)明方法制備的超細硬質(zhì)合金的標準產(chǎn)品(以下實施例相同)，其WC平均晶粒度為3.2μm，抗彎強度為2600MPa，硬度Hv₃₀1250～1320。

實施例2：配料時選用重量百分比為9.5％的Co粉，0.45％的TaC粉，余量為Fsss粒度為15.0μm、Hcp值為4.50～4.58KA/m、接近單晶的粗顆粒WC粉，其中TaC∶Co＝0.0473。以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為205ml/Kg，球料比為3.4∶1，球磨時間為24小時，干燥制得混合料，模壓成型后，置于真空燒結(jié)爐內(nèi)以1490℃進行燒結(jié)。產(chǎn)品的WC平均晶粒度為3.8μm，抗彎強度為2950MPa，硬度Hv₃₀1150～1220。