[發明專利]一種雙晶結構的硬質合金制備方法

無效

• 申請號: 201010295578.6
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102433484A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 郎洪彬
• 申請（專利權）人: 成都邦普合金材料有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及硬質合金材料技術領域，具體涉及一種雙晶結構的硬質合金制備方法。

背景技術：

硬質合金材料應用于制造業的加工工具，具有硬度高、良好的高溫性能和優秀的耐磨性能，號稱工業的牙齒。做為金屬切削用合金隨著組分變化衍生出針對各種材質牌號。

現有技術主要以平均碳化鎢粒度與粘結相鈷元素、碳化鈦及其他添加元素等組元粉末混合、球磨、加入成型劑(如石臘、丁臘橡膠等)、干燥、造粒、成型、真空燒結。例如：YT5牌號合金選用平均粒度為4～8um碳化鎢，9～11％重量比鈷與4.5～6％重量比鈦元素，用酒精做為球磨介質，以3～4∶1硬質合金球與混合料比例球磨，加入石臘成型劑，球磨30～48小時，干燥、過篩、造粒、成型、真空燒結，取得組分及組織結構分布均勻產品，其具有較高抗彎強度，但硬度較低，耐磨性不夠理想。

對于YT類硬質合金，在成分相同條件下，通常合金的組織結構愈細，硬度愈高，耐磨性愈好；而抗彎強度隨之降低，脆性增大，焊接性能變差。相反，合金的結構愈粗，則抗彎強度愈高，抗沖擊性能愈好，而耐磨性、硬度會相應降低。在硬質合金制品的使用過程中，常常要求合金制品同時具有好的韌性和好的耐磨性一。單純的細晶構或粗晶結構合金，往往不能滿足產品的綜合性能，使用范圍受到限制。

發明內容：

本發明的目的是提供一種雙晶結構的硬質合金制備方法，它采用粗晶粒與細晶粒均勻搭配，使材料兼有較好的沖擊韌性和良好的耐磨性。當合金組織中存在發育良好、沒有缺陷的WC粗大晶粒時能提高合金的斷裂韌性，是因為粗大晶粒阻礙裂紋擴展使裂紋改變擴展方向(增加擴展阻力)。合金中細晶粒的存在，填充在粗在粗大晶粒間，有助于提高合金的硬度；隨著合金中的粗細晶粒配比變化，其沖擊韌性和耐磨性出現相應垢變化。

為了解決背景技術所存在的問題，本發明是采用以下技術方案：它的配方組成為：粗顆粒碳化鎢(WC)、細顆粒碳化鎢；它的制備方法為：1、將粗顆粒與細顆粒碳化鎢按3∶7～7∶3的比例加入混合料中；2、預球磨：將重量百分比為9～11％鈷粉與重量百分比為4.56％鈦元素與細顆粒碳化鎢裝入球磨機中，加入預先制備的重量百分比為2～2.5％石蠟粉及每千克混合料0.5～1.5ml油酸做為分散劑，以每千克混合料300～380ml酒精做為混合料介質；研磨用合金球按混合料3～4倍裝入球磨機中；鈦元素以WC(TiC)固溶體形式加入；預球磨20～30小時；3、二次裝料球磨：將粗顆粒碳化鎢粉與鈷粉裝入球磨機中再球磨20～30小時使混合料成分混合充分；4、將混合均勻的混合料干燥、造粒、合金刀片壓制成型；5、將壓坯在壓力燒結爐內以1420～1500℃溫度燒結60～90分鐘，并加以3～5MPa壓力進行燒結，得到具有0.8～1.0um與1.6～2.0um碳化鎢晶粒均勻分布組織結構。

所述的粗顆粒碳化鎢(WC)平均粒度為：6～25um。

所述的細顆粒碳化鎢平均粒度為：1.0～1.4um。

本發明中，粗細顆粒通過二次裝料球磨控制碳化鎢晶粒呈雙晶結構；通過加入分散劑防止粉末團聚，達到均勻分布的目的；使用壓力燒結爐燒結并適當控制燒結溫度及時間，得到晶粒發育良好無缺陷雙峰晶粒材料。

本發明采用粗晶粒與細晶粒均勻搭配，使材料兼有較好的沖擊韌性和良好的耐磨性。當合金組織中存在發育良好、沒有缺陷的WC粗大晶粒時能提高合金的斷裂韌性，是因為粗大晶粒阻礙裂紋擴展使裂紋改變擴展方向(增加擴展阻力)。合金中細晶粒的存在，填充在粗在粗大晶粒間，有助于提高合金的硬度；隨著合金中的粗細晶粒配比變化，其沖擊韌性和耐磨性出現相應垢變化。

附圖說明：

圖1為本發明與常規材料對比的示意圖。

具體實施方式：