[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 |
| 地址: | 412000 湖*** | 國(guó)省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 制造 晶粒 碳化 硬質(zhì)合金 方法 | ||
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。
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