[發明專利]一種熱墩熱沖模用非均勻硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 200810031231.3
• 申請日: 2008-05-07
• 公開（公告）號: CN101285146A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 陳明
• 申請（專利權）人: 株洲精工硬質合金有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及到一種硬質合金及其制備工藝，特別涉及一種高強度耐磨耗的熱墩熱沖模具用材料及其制備工藝。

背景技術

硬質合金因為具有高強度、高硬度等特點，被譽為工業的牙齒，是一種應用廣泛的工具材料。但是目前的硬質合金產品普遍存在的技術問題是如何使高強度與高硬度性能優點有機結合，當合金具有高強度時，往往硬度低，耐磨性差，具有高硬度時，又往往強度低，韌性差。如何盡可能做到高強度與高硬度的同步實現，滿足各種工程機械、鑿巖工具、耐磨零件的特殊要求，始終是硬質合金研究的目標與方向。目前國內外在沖壓成型工業中廣泛采用硬質合金作為成型模具，將鋼坯沖壓成螺絲螺帽等產品，由于在這種工作狀態下，成型沖頭承受的沖擊力大，沖擊次數頻繁，而且溫度高，就要求制造成型沖頭等成型模具的合金既有高強度，又有高硬度，還需承受1000℃左右的溫度，須具有良好的抗氧化性。目前，廣泛用作制造該類成型模具的合金是由粗顆粒碳化鎢粉與20％左右的鈷制備的硬質合金材料，其硬度低，一般為HRA82～84左右，抗彎強度為2500MPa左右，因此在使用過程中不耐磨，且在高溫下易氧化，無法完全滿足使用要求。中國專利(200310110532.2)公開了一種非均勻硬質合金的制備方法。但其主要針對用于制造鏟雪片用的硬質合金，由于其鈷含量低僅為11～12％，主要碳化鎢粉的粒度細(9.01～13μm)，雖能滿足鏟雪片的工作狀態要求，也達到了制作熱鐓熱沖模具的強度要求，但沖擊韌性較差，且其成分為純碳化鎢-鈷，不耐高溫，抗氧化能力弱，因此不適宜制作硬質合金熱鐓模具，需進一步改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種熱墩熱沖模具類產品用硬質合金，它既有高強度，又有高硬度，且具有良好抗氧化性。

本發明的另一目的是提供一種熱墩熱沖模具類產品用硬質合金的制備方法，它能使所生產的硬質合金滿足上述要求。

本發明的技術方案是：

一種熱墩熱沖模具類產品用硬質合金，其特征在于：該合金成份及重量百分比為：

鈷12～20％，鎳3～10％，20～25um的碳化鎢50～70％，1.0～1.5um的碳化鎢10～30％。

作為對本發明的進一步改進，所述的合金成份及重量百分比為：

鈷12～18％，鎳3～6％，20～25um的碳化鎢60～70％，1.0～1.5um的碳化鎢10～20％。

作為對本發明的進一步改進，所述的合金成份及重量百分比為：

鈷1?5％，鎳5％，20～25um的碳化鎢60％，1.0～1.5um的碳化鎢20％。

一種熱墩熱沖模具類產品用硬質合金的制備方法，其特征在于：按比例取各原料，將粉料混合均勻，成混合物，將混合料按球料比3～5∶1，液固比450～520ml/Kg，在球磨機內以酒精或丙酮為介質進行濕磨，球磨機轉速為36r/min，研磨時間為20～30小時，再經干燥、壓制成型，然后在真空爐內進行燒結，制備出高強度、高硬度、耐高溫的非均勻結構硬質合金材料。

本發明的有益效果在于：

1、運用硬質合金材料非均勻結構理論，在合金中鈷含量一定的條件下，合理搭配粗顆粒碳化鎢粉和細顆粒碳化鎢粉的比例，由于碳化鎢晶粒或形狀差異較大，加入一定量的細顆粒碳化鎢，可對大顆粒碳化鎢之間的間隙進行一定程度的填充，有利于減少合金的孔隙度、裂紋源數目或減少裂紋源的尺寸，提高合金的斷裂強度和韌性，必然增加合金的硬度和耐磨性。

2、針對不同的加工條件，可選擇不同的鈷、鎳含量配比，分別配制出沖擊韌性、耐磨性不同的合金。

3、在粘結相中加入一部分鎳粉，有利于提高合金的抗高溫氧化性。因此采用本發明方法制備的硬質合金熱墩模其硬度達到HRA85左右，抗彎強度達2800MPa左右，且具有良好的抗高溫氧化性，使用壽命比現有技術制備的產品提高15％以上。

具體實施方式

本發明用于制作熱墩模具時的實施例如下：

實施例1：

一種熱墩熱沖模具類產品用硬質合金，該合金成份及重量百分比為：鈷粉15％，鎳粉5％，25um的碳化鎢粉60％，1.0um的碳化鎢粉20％。