[發(fā)明專利]一種高硬度超細硬質(zhì)合金及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110361777.7
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102383020A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣顯全;姜愛民
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶市科學(xué)技術(shù)研究院
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/04
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所 50211
• 代理人: 郭云

技術(shù)領(lǐng)域??

????本發(fā)明屬于合金材料制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種高硬度超細硬質(zhì)合金及其制造方法。

背景技術(shù)??

硬質(zhì)合金是由難熔金屬盒粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。具有硬度高、耐磨、強度和韌性好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,其被廣泛用作刀具材料。目前國內(nèi)在金屬切削半精加工和精加工所用的刀具一般為YT和YW系列硬質(zhì)合金刀具，加入的TiC能提高刀具的硬度及紅硬性，但是TiC會使合金的韌性偏低，不利于加工脆性材料和切削有沖擊的領(lǐng)域，同時普通YT類硬質(zhì)合金的晶粒較粗，制得的刀具刃口不夠鋒利，不能制造高精度的零部件。

發(fā)明內(nèi)容??

本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)越的硬度和良好韌性的高硬度超細硬質(zhì)合金，提供一種新的復(fù)合硬質(zhì)合金配方；本發(fā)明的另一目的是提供一種制造高硬度超細硬質(zhì)合金的工藝方法。

為達到上述目的，本發(fā)明所采用的方案如下：

一種高硬度超細硬質(zhì)合金，其要點是：該合金采用超細碳化物WC作為硬質(zhì)相，以Co作為粘結(jié)相，以VC、NbC和TaC作為抑制劑，該合金的組成成分及重量含量如下：WC：90-90.4%，Co：8%，VC：0.2～0.6%，NbC：0.6%，TaC：0.8%。

為了使本發(fā)明具有更加優(yōu)越的硬度和良好韌性，上述WC的晶粒度選擇為0.4μm，所述Co的晶粒度選擇為1.42μm。

一種高硬度超細硬質(zhì)合金的制造方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）濕磨：將WC、VC、NbC和TaC按比例加入球磨桶，同時按300～400ml/kg加入純度99.99%的無水乙醇作為球磨介質(zhì)，先球磨20～48小時，然后在加入粘結(jié)相Co，再球磨時間60～80小時，球磨過程中每隔12小時翻動球磨筒一次；

（2）干燥：將球磨后的濕料過320目篩網(wǎng)過濾，并在真空干燥箱中干燥，干燥溫度80～120℃；

（3）摻膠：干燥后的粉料過80目篩網(wǎng)，按110ml/kg加入汽油橡膠溶液后干燥，然后過60目篩網(wǎng)待用；

（4）壓制：將步驟（3）得到的粉料在單柱液壓機上壓制成7.02×8.04×24.74?mm³的B型條；

（5）燒結(jié)：將步驟（4）所得的B型條放置于真空燒結(jié)一體爐中燒結(jié)；

（6）冷卻：將步驟（5）中的B型隨爐冷卻至室溫，并將該B型條取出，從而制得高硬度超細硬質(zhì)合金。

作為優(yōu)選：步驟（1）中在球磨桶中按比例加入WC、VC、NbC和TaC時，球料比3:1～6:1。

作為優(yōu)選：其特征在于：步驟（5）中燒結(jié)過程分為三個燒結(jié)階段，脫膠階段：溫度從室溫升值500℃，時間為1.5h；固相燒結(jié)階段：溫度從500℃升至1230℃，時間為1.5h；最高燒結(jié)階段：溫度為1400℃，保溫1.5h。

作為優(yōu)選：將制得的高硬度超細硬質(zhì)合金進行性能測試，根據(jù)GB3851-83測試硬質(zhì)合金的抗彎強度，從而得到抗彎強度為：1500～1700MPa；根據(jù)GB7887-87測試硬質(zhì)合金的維氏硬度，從而得到維氏硬度為：2000～2100?HV₃₀；根據(jù)GB3488-83標(biāo)準檢測硬質(zhì)合金的顯微組織，從而得到硬質(zhì)合金的晶粒度為：380～540nm。

本發(fā)明的顯著效果是：由于選用了細WC粉以及采用適量的VC、NbC和TaC做晶粒長大抑制劑，細化了合金的晶粒，降低合金的空隙度，并提高了合金中面心立方Co的含量，可使得硬質(zhì)合金中WC的平均晶粒度達390～540nm，硬質(zhì)合金的硬度HV₃₀達：2000～2100，硬質(zhì)合金的抗彎強度MPa：?1500～1700；加入的NbC能提高合金的高溫硬度與高溫強度，同時在切削過程中提高合金與鋼的粘結(jié)溫度，減緩合金成分向鋼中擴散，提高刀具使用壽命。本發(fā)明的合金晶粒細小，具有高溫硬度與強度，并且具有良好的抗磨損性能，可用作精加工刀具的合金材料。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明高硬度超細硬質(zhì)合金的微觀結(jié)構(gòu)組織圖；

圖3是普通硬質(zhì)合金的微觀結(jié)構(gòu)組織圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1：