[發明專利]一種高硬度、高強度、低成本的無磁硬質合金

有效

• 申請號: 200710068624.7
• 申請日: 2007-05-14
• 公開（公告）號: CN101205584A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 歐陽福
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及一種硬質合金材料，尤其涉及一種高硬度、高強度、低成本的無磁硬質合金；屬于材料科學技術領域。

背景技術

硬質合金可以分為有磁硬質合金和無磁硬質合金，如中國專利申請(01128546.x)涉及一種高強度高耐磨硬質合金及其制造方法和應用，該硬質合金采用碳化鎢作硬質相，以鐵、鈷、鎳作粘結相，外加鈦或釩的碳化物或硼化物或氮化物、并外加碳化鉭或碳化鈮，還外加碳，經濕磨、壓制、真空燒結而成，該硬質合金為有磁硬質合金，有磁硬質合金在生產磁瓦模具時，粘料嚴重，不易脫模，壓制成品低；因此使用范圍較窄。

而無磁硬質合金主要用于磁性材料生產中的模具、石油工業的密封環、罐頭行業的制罐，本申請人曾申請了一件中國發明專利，申請號(03124256.1)名稱為：無磁硬質合金及其制作方法，在該申請文件中公開了一種以碳化鎢(WC)為主要成分，添加鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉬(Mo)所組成無磁硬質合金，該無磁硬質合金雖然具有硬度高、耐磨性好，摩擦系數小、拋光性能好、抗壓強度高、剛性好等優點，但是該無磁硬質合金碳化鎢中總碳的含量要求為5.85％～5.97％；這種碳化鎢無法從市場上直接購買得到，需要添加鎢粉，這樣容易引起無磁硬質合金產生孔隙和粗大碳化鎢聚集結晶，從而降低了合金的性能；而且在該無磁硬質合金中添加的除碳化鎢以外其它全部都是金屬單質，這樣大大增加了了成本，降低了市場效益。

發明內容

本發明針對現有的有磁硬質合金在生產磁瓦模具時，粘料嚴重，不易脫模，壓制成品低的缺陷，提供一種高硬度、高強度、低成本的無磁硬質合金；

本發明還在原有無磁硬質合金的基礎上，通過使用碳化鎢、鎳、碳化釩、碳化鉻及碳化二鉬等成分來制造無磁硬質合金，該無磁硬質合金可以采用市售的碳化鎢來生產，具有高硬度、高強度、低成本和晶粒度細且分布均勻的特點。

本發明的上述技術問題是通過以下技術方案得以實施的：一種高硬度、高強度、低成本的無磁硬質合金，該無磁硬質合金由以下重量份的成分制成：

碳化鎢：80～90份；????鎳：5～20份；

碳化鉻：0.5～5份；????碳化釩：0.1～0.5份；

碳化鉬：0.1～0.5份。

本發明采用的碳化鎢可以是總碳：5.85％～5.97％的低含碳量的碳化鎢、也可以是總碳：6.08％～6.13％的市售碳化鎢，現有技術在使用市售的碳化鎢時需要添加鎢粉，這樣容易引起無磁硬質合金產生孔隙和粗大碳化鎢聚集結晶，從而降低了無磁硬質合金的性能，本發明采用碳化鎢、鎳、碳化鉻、碳化釩、碳化鉬來制造無磁硬質合金，既可以采用低碳的碳化鎢也可以使用市售的碳化鎢且不會產生孔隙和粗大碳化鎢聚集結晶，而且這幾種成分較金屬單質來比，成本較低；其中鎳(Ni)重量份不足5份時，無磁硬質合金不能充分致密化，從而韌性不足；因無磁硬質合金晶粒太細，粘結相平均厚度太薄；若鎳重量份超過20份時，硬度下降，耐磨性降低，因此本發明將鎳的重量份限定為5～20份；其中碳化鉻(Cr₃C₂)重量份不足0.5份時，得不到與碳化釩、碳化鉬的復合效果，晶粒細化效果不佳；若重量份超過5份，則合金出現第三相，使韌性降低，故將其重量份限定為0.5～5份；在本發明的無磁硬質合金中加入碳化釩(VC)主要是為了細化無磁硬質合金晶粒；若碳化釩重量份少于0.1份時，得不到細化晶粒的效果，若碳化釩重量份超過0.5份時，則同樣出現第三相，使無磁硬質合金韌性降低，因此將其重量份限定為0.1～0.5份；在本發明的無磁硬質合金中加入碳化鉬(Mo₂C)也可以促進無磁硬質合金晶粒細化，抑制碳化鎢晶粒長大，而且起改善其高溫硬度的作用，若其重量份少于0.1份時，晶粒細化的作用不大，若其重量份超過2.5％0.5份時，在燒結后無磁硬質合金出現第三相，反而使其強度降低。

在上述的高硬度、高強度、低成本的無磁硬質合金中，該無磁硬質合金由以下優化重量份的成分制成：

碳化鎢：83～88份；????鎳：10～15份；

碳化鉻：1～3份；??????碳化釩：0.2～0.4份；

碳化鉬：0.1～0.3份。這樣的重量份是對本發明上述重量份的進一步限制和優化，從而制備出性能更好的無磁硬質合金。

縱上所述，本發明的高硬度、高強度、低成本的無磁硬質合金具有以下優點：

1、本發明的高硬度、高強度、低成本的無磁硬質合金硬度高、耐磨性好，摩擦系數小；