[發(fā)明專(zhuān)利]一種制造粗晶粒碳化鎢硬質(zhì)合金的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210416414.3
• 申請(qǐng)日: 2012-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102912206A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳建國(guó);張國(guó)順;羅桂甫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株洲肯特硬質(zhì)合金有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C29/08
• 分類(lèi)號(hào): C22C29/08;C22C1/05
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31251
• 代理人: 王法男

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金的制備方法，尤其是一種制取粗晶粒WC—Co硬質(zhì)合金的方法。

背景技術(shù)

作為采掘類(lèi)合金產(chǎn)品，硬質(zhì)合金在使用過(guò)程中受到交變的沖擊載荷和溫度變化，其破壞形式經(jīng)常表現(xiàn)為疲勞失效。為了提高合金的抗沖擊疲勞和熱疲勞能力，需要提高合金的韌性，這可以從提高合金中的鈷含量和WC晶粒度入手，而提高合金鈷含量的辦法會(huì)引起合金硬度的下降，導(dǎo)致耐磨性降低，而提高WC晶粒度時(shí)，可以在不影響耐磨性的同時(shí)，提高合金的韌性，而且WC晶粒度越高，合金的韌性越好。

提高WC晶粒的常用途徑是采用粗顆粒的WC粉作為原料，專(zhuān)利200710035791.1介紹了采用Fsss為11.0-15.0μm、HCP值為4.5-5.38KA/m、接近單晶的粗顆粒WC粉為原料制造粗晶硬質(zhì)合金的方法，采用該方法，在濕磨過(guò)程中粗晶WC會(huì)被過(guò)度破碎，導(dǎo)致最終合金中的WC晶粒只能達(dá)到3.2-4.0μm。

專(zhuān)利201010555355.9和201110035634.7分別介紹了在采用粗顆粒WC原料的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整球磨工藝參數(shù)，在保證WC與Co充分混合的情況下，減少WC在濕磨過(guò)程中的破碎以獲得粗晶粒的辦法，該方法由于球磨效率受限，WC的表面能較低，在燒結(jié)過(guò)程中的活性不高，在收縮和晶粒長(zhǎng)大方面的溶解—析出現(xiàn)象難以充分發(fā)生，導(dǎo)致在合金中容易出現(xiàn)微小孔隙等缺陷，影響合金的整體性能，同時(shí)晶粒也難以進(jìn)一步長(zhǎng)大。

專(zhuān)利201210066345.8介紹了將一定比例的細(xì)顆粒WC粉與粗WC粉進(jìn)行混合制取粗晶粒合金的方法，該方法利用細(xì)顆粒WC在燒結(jié)過(guò)程中溶解并在粗顆粒上析出，得到粗晶粒WC粉。與粗WC粉相比，細(xì)WC粉在制取過(guò)程中存在碳化溫度低的特點(diǎn)，此時(shí)原料中的雜質(zhì)難以充分揮發(fā)排除，這樣所添加的細(xì)WC中的雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致所制得的粗晶粒合金中的雜質(zhì)含量偏高，影響合金的性能。同時(shí)在燒結(jié)過(guò)程中，盡管細(xì)WC粉的比表面大，但由于其表面不是“新鮮”表面，活性不高，導(dǎo)致在燒結(jié)過(guò)程中難以完全溶解并在粗顆粒WC上析出，這時(shí)殘存的細(xì)顆粒WC會(huì)影響合金中WC晶粒的整體均勻性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服目前粗晶WC硬質(zhì)合金生產(chǎn)方法的不足，本發(fā)明旨在提供一種新的制取粗晶粒WC合金的方法，該制作方法可以可以有效解決保證絕大多數(shù)粗晶WC粉不會(huì)被過(guò)度破碎。

為達(dá)到此目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案為：一種粗晶粒碳化鎢的制造方法，粗晶粒碳化鎢的制造至少包括以下步驟：

第一步：選用高溫還原高溫碳化工藝制得的粗晶碳化鎢（WC）粉為原料，碳化鎢（WC）粉的供應(yīng)態(tài)粒度為10μm-30μm、研磨態(tài)粒度大于6μm；

第二步：根據(jù)合金的配比，將配比中碳化鎢（WC）總量的5-15%放入球磨機(jī)中，按照球料比4~6：1加入棒球，按0.35-0.5L/kg的液固比加入酒精，球磨20-40小時(shí)，使粗晶碳化鎢（WC）粉在球磨機(jī)中充分破碎成細(xì)晶碳化鎢（WC）粉；

第三步：將重量為6-15%的鈷粉，和剩余的85-95%的粗顆粒碳化鎢（WC）粉加入球磨機(jī)中，以配料的總重量為基準(zhǔn)，分別按2-3：1的球料比補(bǔ)充棒球和按0.15-0.2L/Kg的液固比補(bǔ)充酒精，再球磨6-12小時(shí)，使物料混和均勻；

第四步：將上述步驟配好的混合料，按常規(guī)的工藝干燥、摻成型劑、壓制，并在1440-1480℃進(jìn)行燒結(jié)制得碳化鎢（WC）晶粒度度為4-8μm的粗晶粒合金。

進(jìn)一步地，在合金中還加有0.5-1.5%的TaC或TaNbC，可使合金的耐磨性和抗熱疲勞性進(jìn)一步提高。

進(jìn)一步地，所述的步驟四的燒結(jié)是壓力燒結(jié)，采用壓力燒結(jié)代替普通的真空燒結(jié)，可進(jìn)一步減少合金中的孔隙度，提高合金的整體性能。

采用上述方案后，可以確保粗晶WC原料在與Co粉均勻混合的情況下，絕大多數(shù)粗晶WC粉不會(huì)被過(guò)度破碎，通過(guò)預(yù)先將少量粗晶WC充分破碎成細(xì)晶WC，由于這種細(xì)WC與普通細(xì)顆粒WC相比，具有雜質(zhì)含量低、內(nèi)能（晶格畸變）和表面能（“新鮮”表面）高、活性大的特點(diǎn)，使得燒結(jié)過(guò)程中的溶解—析出機(jī)制得以充分發(fā)生，保證了合金收縮的完全，減少了可能出現(xiàn)的孔隙，而由粗晶WC破碎產(chǎn)生的細(xì)晶WC通過(guò)溶解—析出在其余粗晶WC上，又進(jìn)一步增大了合金中WC的晶粒尺寸。本發(fā)明所生產(chǎn)的混合料，采用常規(guī)的壓制、燒結(jié)方法，可制備Co含量為6~15%，WC晶粒度為4~8μm的粗晶粒硬質(zhì)合金。所制得的粗晶WC合金具有孔隙度低、雜質(zhì)含量低、平均晶粒大的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的WC-8Co粗晶合金的金相組織照片。