[發明專利]一種采用Co-Cu作為粘結相的硬質合金材料及其制備方法無效
| 申請號: | 201010595790.4 | 申請日: | 2010-12-20 |
| 公開(公告)號: | CN102061419A | 公開(公告)日: | 2011-05-18 |
| 發明(設計)人: | 吝楠;賀躍輝;江垚;張端鋒 | 申請(專利權)人: | 中南大學 |
| 主分類號: | C22C29/08 | 分類號: | C22C29/08;C22C1/05 |
| 代理公司: | 長沙市融智專利事務所 43114 | 代理人: | 顏勇 |
| 地址: | 410083 湖南*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 采用 co cu 作為 粘結 硬質合金 材料 及其 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種硬質合金合金材料及其制備方法,具體涉及一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料及其制備方法,屬于硬質合金材料制備技術領域。?
背景技術
硬質合金材料的生產是傳統粉末冶金工藝,一般是通過混合,攪拌以及球磨原材料,制成混合粉末,然后將粉末在模具中成型,最后在一定氣氛中以預定溫度燒結得到合金,這樣,以粉末冶金方法可以得到用傳統熔鑄法難以得到的金屬和合金。硬質相主要是WC,粘結相主要是Co。硬質合金具有優良的硬度、強度,使其能應用于切削工具,鉆探工具,石油開采和礦山采掘工具以及各種耐磨、耐壓零件。但是,由于金屬鈷資源匱乏,價格昂貴,國內外一直在尋找合適的替代金屬。鐵、鎳或及其與鈷的合金是較為常見的替代品。?
但是,替代Co的一個前提是其制造的硬質合金的硬度和抗彎強度,必須達到或接近Co粘接的硬質合金的性能標準。這些Co的替代金屬的研究包括:采用耐腐蝕性能較好的Ni作為粘接相合金,但是該硬質合金的硬度和強度均遠低于Co作為粘結相的硬質合金。此外,還有研究采用Fe,Co-Ni,Fe-Ni,Co-Ni-Fe等作為粘結相的硬質合金,但采用上述成分的粘結相的硬質合金,其硬度和抗彎強度都有明顯的下降。因此,至今為止采用Ni、Fe替代Co作為硬質合金的粘接相的研究工作并未取得理想的結果。?
發明內容
本發明旨在解決的技術問題是,針對硬質合金中Co粘結相的替代金屬研究和使用中存在的不足,提出一種采用共沉淀方法制備的Co-Cu合金作為粘接相的硬質合金。采用該方法所制備的Co-Cu作為粘結相的硬質合金,其硬度、抗彎強度等性能均優于現有的Co作為粘結相的硬質合金,并且由于Cu的價格低廉使得硬質合金成本下降。?
本發明一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料,由以下組份按重量百分比組成:?
Co-Cu合金:8~12%;?
C:1~2%;余量為WC;各組分重量百分之和為100%。?
本發明一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料中,所述Co-Cu合金采用共沉淀方法制備;其組分重量百分比為:Co:85%-95%,Cu:5%-15%。?
本發明一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料中,所述Co-Cu合金的制備工藝是:按設計的Co-Cu合金配比,取相應重量的Co、Cu金屬制備濃度為0.4~0.8mol/L的CoCl2、CuCl2混合溶液,將所得混合溶液加熱至60~80℃后與相同摩爾濃度、相同體積、相同溫度的(NH4)2C2O4溶液采用并流方式均勻混合,攪拌產生沉淀,;經過6~8小時陳化后將沉淀物過濾,干燥后在450~500℃煅燒1~2h,然后在氫氣中以520~600℃還原1.5~2h,制備出Co-Cu合金粉末。?
本發明一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料中,所述Co-Cu合金的平均粒度為0.5~3μm;C的平均粒度為1~2μm;WC的平均粒度為1~3μm。?
本發明一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料的制備方法,包括下述步驟:?
第一步:按設計的硬質合金材料組份配比稱取Co-Cu合金、C、WC,混合球磨,得合金粉末混合物;?
第二步:在第一步所得合金粉末混合物中加入成型劑,攪拌均勻、過篩后在模具中模壓制成壓坯,所述模壓壓力為150~200MPa;?
第三步:將第二步所得壓坯置于氬氣氣氛中進行壓力燒結,燒結溫度為1380~1440℃,隨爐冷卻,得到本發明的采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料。?
本發明一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料的制備方法中,所述球磨工藝參數是:在滾筒式球磨機中球料比為(6~8)∶1,以20~40轉/分鐘的速度球磨30~50小時。?
本發明一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料的制備方法中,所述過篩采用50~80目篩。?
本發明一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料的制備方法中,所述成型劑由橡膠和石蠟按質量比以1∶(2~3)的比例配比后與溶劑汽油按質量比1∶(10~14)混合而成。?
本發明一種采用Co-Cu合金作為粘結相的硬質合金材料的制備方法中,所述壓力燒結的爐壓為6~8MPa。?
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