[發(fā)明專利]一種WC－Co硬質(zhì)合金的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810028403.1
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101285134A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱敏;靳磊;顧南山;曾美琴
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;B22F3/16
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及WC-Co硬質(zhì)合金領(lǐng)域，特別涉及一種WC-Co硬質(zhì)合金的制備方法。

背景技術(shù)

WC-Co硬質(zhì)合金是硬質(zhì)合金領(lǐng)域發(fā)展最早，也是目前應(yīng)用最為廣泛的硬質(zhì)合金。傳統(tǒng)的WC-Co硬質(zhì)合金制備工藝包括以下步驟：先將鎢粉碳化，制備出碳化鎢；然后將碳化鎢與鈷粉混合后濕磨；再向濕磨得到的漿料中添加成形劑；然后干燥、造粒；隨后壓制成形；最后裝爐，進行脫脂、燒結(jié)。這些步驟較為繁雜，往往帶來生產(chǎn)周期長、過程繁瑣、引入雜質(zhì)機會加大、能耗高等缺點。隨著現(xiàn)代社會對能耗的關(guān)注和效率的重視，發(fā)展新的高效低能耗的WC-Co硬質(zhì)合金的生產(chǎn)工藝具有重要價值。

近年來，等離子體技術(shù)在航天、化工、機械、材料、電子等眾多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。介質(zhì)阻擋放電等離子體是等離子技術(shù)的一種，介質(zhì)阻擋放電等離子體可以在常壓下發(fā)生，它具有極高的電子密度和電子能量，這不僅是因為它是單純的一種熱源，更因為它擁有大量由強電離效應(yīng)產(chǎn)生的高能粒子而成為一種激活源。介質(zhì)阻擋放電在球磨中的引入，不僅能細化粉末，而且能提高粉末的活性。因此，以經(jīng)過介質(zhì)阻擋放電等離子體輔助球磨處理的復(fù)合粉為原料，有望簡化硬質(zhì)合金的生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足之處，提供一種WC-Co硬質(zhì)合金的制備方法，其采用碳化燒結(jié)一體化法，可以改善硬質(zhì)合金制備過程中的生產(chǎn)周期長、過程繁瑣、能耗高以及由于過程繁瑣而使雜質(zhì)引入機會加大等缺點。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種WC-Co硬質(zhì)合金的制備方法，其采用碳化燒結(jié)一體化的方法，具體包括以下步驟：

(1)通過介質(zhì)阻擋放電等離子體輔助高能球磨機采用介質(zhì)阻擋放電等離子體輔助高能球磨方法對W、C、Co原料及補碳進行球磨，得到W、C、Co混合粉末；

(2)將所述W、C、Co混合粉末壓制成形，得到生坯；

(3)將所述生坯放入熱源環(huán)境中燒結(jié)制備出WC-Co硬質(zhì)合金。

為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，步驟(1)所述W、C、Co各原料按照WC-XCo進行配比，其中，X的取值范圍是3≤X≤20，所述補碳與C原料的質(zhì)量比為4％～10％。

所述介質(zhì)阻擋放電等離子體輔助高能球磨機，包括底座、磨球、彈簧、電機、彈性連軸節(jié)、激振塊、機架、球磨罐、真空閥、前蓋板、硬質(zhì)合金罐內(nèi)襯、球磨罐外罐、后蓋板、電極棒及等離子體電源，所述的球磨罐安裝在機架上，球磨罐的內(nèi)部放置有磨球，機架通過彈簧安裝在底座上，其外側(cè)設(shè)置有激振塊，驅(qū)動電機安裝在底座上，且通過彈性連軸節(jié)分別與機架、激振塊連接，所述的等離子體電源分別與前蓋板的任意一個螺栓及電極棒相連，所述的硬質(zhì)合金罐內(nèi)襯為WC-XCo硬質(zhì)合金，所述X的取值范圍相應(yīng)為3≤X≤20。

步驟(1)所述介質(zhì)阻擋放電等離子體輔助高能球磨方法包括以下步驟：

(1.1)安裝好球磨罐的前蓋板和電極棒，并把前蓋板和電極棒分別與等離子體電源的正負兩級相連，其中，電極棒接等離子體電源的正極，前蓋板接等離子體電源的負極；

(1.2)在球磨罐中裝入磨球和W、C、Co原料及補碳，當電極棒及磨球均與W、C、Co原料接觸后，蓋好球磨罐的后蓋板；

(1.3)通過真空閥對密閉的球磨罐抽真空，再通過真空閥通入放電氣體介質(zhì)，直到該球磨罐內(nèi)的壓力為0.01～0.30MPa；

(1.4)接通等離子體電源，根據(jù)放電氣體介質(zhì)及其壓力調(diào)節(jié)放電參數(shù)，等離子體電源電壓為3～30KV，放電頻率與電源電壓相對應(yīng)，實現(xiàn)介質(zhì)阻擋放電，并啟動驅(qū)動電機帶動激振塊，使機架及固定在機架上的球磨罐同時振動，從而改變電極棒與球磨罐內(nèi)磨球的相對位置，進行介質(zhì)阻擋放電等離子體輔助高能球磨。

上述介質(zhì)阻擋放電等離子體輔助高能球磨方法中，所述磨球總體積占球磨罐容積70～75％，其中直徑20～22mm的磨球占總磨球數(shù)量10～15％，直徑15～18mm的磨球占總磨球數(shù)量75～80％，直徑10mm的磨球占總磨球數(shù)量10％；所述W、C、Co粉末松容積占磨球之間空隙的30％～130％。

球磨的球粉比為10∶1～200∶1。

所述的放電氣體介質(zhì)為氬氣、氮氣、氨氣或甲烷。

所述激振塊采用雙振幅5mm～10mm，電機轉(zhuǎn)速930～1400r/min；球磨時間為1～9h。

步驟(2)中所述的壓制成形的方式為模壓成形，單位壓制力為50MPa～1000MPa。