[發明專利]一種亞微細硬質合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201010152746.6
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN101812621A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 屈廣林;徐濤;龍寧華
• 申請（專利權）人: 株洲硬質合金集團有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所 43001
• 代理人: 周詠;陳書誠

技術領域

本發明涉及一種硬質合金及其制備方法，尤其是一種晶粒度在0.7～0.9μm范圍，具有優良耐磨性、韌性及高抗彎強度，適用于鉆、鉸切削加工用高性能亞微細硬質合金及其制備方法。

背景技術

現代切削加工技術要求切削刀具高效率、高耐用度、高可靠性。硬質合金以其高硬度和高強度在切削工具領域有著廣泛的用途，隨著亞微細、超細硬質合金的出現，其較普通硬質合金獨有的“雙高”特性，使其在切削領域得到廣泛工業化應用。亞微細、超細硬質合金依Co含量的不同及晶粒度的不同，具有不同的材質特性，可適合應用于不同切削加工對象領域，在相同Co含量的情況下，合金晶粒度越細，合金硬度、抗彎強度越高，但斷裂韌性(KiC)、熱導率變差。因此，在設計牌號時，應針對不同切削加工領域，根據其對刀具材料的不同要求進行綜合權衡和取舍。

在切削加工鑄鐵、鋁合金、有色金屬，及鋼件的鉆削領域，現代切削加工技術要求刀具材料在保證足夠韌性的基礎上，耐磨性要好。目前YG8、YG6X、YL10.2等類似牌號得到大規模工業化應用，其中YG8屬含鈷8％中顆粒WC牌號，YG6X屬含鈷6％細顆粒WC添加少量抑制劑TaC的牌號，YL10.2屬含鈷10％亞微細WC添加少量Cr₃C₂的牌號。以上牌號硬度均不超過HV₃1650，其耐磨性無法滿足現代切削加工技術要求。

中國專利申請“一種超細晶WC-Co硬質合金制備方法(200710120263.6)”中提及的超細晶WC-Co硬質合金制備方法，由于其采用的超高壓燒結方法，且燒結時間僅60-120秒，使得WC晶粒晶形生長不完整、不利于WC晶粒內部缺陷消除；采用六面頂超高壓燒結設備，難于制造復雜或特定形狀的硬質合金產品，且單批產量低、不能適應多型號、高效率、大規模的現代工業化生產，且至今未見工業化應用報道。

中國專利申請“超細晶粒硬質合金材料(200410045029.8)”中提及的超細晶粒硬質合金材料，在切削加工鑄鐵、鋁合金、有色金屬，尤其是鋼件的鉆削領域，由于該硬質合金材料晶粒度(0.5μm)過細，雖然硬度能滿足要求，但其斷裂韌性(Kic)不足，使用過程中易導致刀具崩刀折損。

發明內容

本發明的目的是提供一種亞微細硬質合金及其制備方法，使得亞微細硬質合金中WC平均晶粒度達到(0.7～0.9)μm，且硬度為HV₃1730～1860，抗彎強度不小于4000N/mm²。應用該亞微細硬質合金制作的刀具在耐磨性增加的同時也可保證足夠的強度和韌性，在切削加工鑄鐵、鋁合金、有色金屬，及鋼件的鉆削領域，滿足現代切削加工技術對刀具高效率、高耐用度的要求，且能實現大規模工業化生產。

本發明的亞微細硬質合金，該合金的成分及重量百分比為：

Co：(7～9)％，

Cr₃C₂：(0.2～0.5)％，

VC：(0.1～0.4)％，

WC：余量，且費氏粒度為0.7～0.9μm。

所述的亞微細硬質合金的制備方法，包括配料、濕磨、干燥、成型和燒結，配料采用重量百分比為(7～9)％的Co粉、(0.2～0.5)％的Cr₃C₂粉、(0.1～0.4)％的VC粉，余量為費氏粒度0.7～0.9μm的WC粉；將上述原料粉末在球磨機內進行濕磨，球料比為(4.5-6)∶1，球磨機轉速為30-40轉/min，研磨時間28～45小時；混合料干燥后經成型工序制備成毛坯，再采用1400-1450℃低壓燒結，燒結壓力為58-100bar，保溫時間為30-60min。

所述濕磨介質為乙醇、丙酮或己烷，成型劑為聚乙二醇或石蠟。