[發明專利]一種硬質合金原料、礦用工具硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201210428866.3
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103014471A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 尹新龍
• 申請（專利權）人: 株洲科銳硬質合金有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/04
• 代理公司: 云南派特律師事務所 53110
• 代理人: 張怡

技術領域

本發明涉及一種合金工藝，特別是硬質合金，具體涉及一種硬質合金原料、礦用工具硬質合金及其制備方法。?

背景技術

硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等優良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質合金廣泛應用在機械、建筑等領域，特別是礦山機械領域中的礦用工具硬質合金。?

在礦山機械領域中，礦用工具在工作過程中所受的沖擊力較大，對制成工具的硬質合金耐磨性要求較高。礦用工具硬質合金的主要成分有碳化鎢和鈷，鈷的加入能夠減少合金的脆性。但是，現有技術中，多采用粗顆粒的碳化鎢作為合金原料，制成的合金韌性和塑性較好，但是存在耐磨性和強度方面不足等問題，制成的礦用工具容易磨損，使用壽命短，需要頻繁，從而增加了礦山機械的運行成本。?

發明內容

本發明的目的是克服以上缺點，提供一種硬質合金原料、礦用工具硬質合金及其制備方法，使用該硬質合金原料制備的硬質合金耐磨性、塑性和韌性好，且使用壽命長，從而能降低礦用工具使用工況的運行成本。?

本發明的技術方案是：?

一種硬質合金原料，其特征在于，所述硬質合金原料的組分及各組分的重量百分比是：碳化鎢：84-94%；鈷粉：5-15%；稀有金屬：0.5-3%；微量元素：0.3-2%；其中，所述碳化鎢的粒度為1.8-4.0μm；鉭、鈮、釩中至少一種元素的固溶體：0.5-3%；所述微量元素包括Ni、Si、B、Sn、Al、Mg、P、Zn、B、As、Sb、Bi中的至少一種。?

進一步地，所述碳化鎢的粒度為2.0-3.0μm。?

進一步地，所述硬質合金原料的組分及各組分的重量百分比是：碳化鎢：86-91%；鈷粉：7-12%；鉭、鈮、釩中至少一種元素的固溶體：1-2%；微量元素：0.8-1.5%。?

進一步地，所述固溶體為鉭鈮固溶體或鉭鈮釩固溶體。?

一種礦用工具硬質合金，所述硬質合金由硬質合金原料制備成型，所述硬質合金原料的組分及各組分的重量百分比是：碳化鎢：84-94%；鈷粉：5-15%；鉭、鈮、釩中至少一種元素的固溶體：0.5-3%；微量元素：0.3-2%；其中，所述碳化鎢的粒度為1.8-4.0μm；所述微量元素包括Ni、Si、B、Sn、Al、Mg、P、Zn、B、As、Sb、Bi中的至少一種。?

進一步地，所述硬質合金的合金晶粒度為2.4-4.2μm。?

一種礦用工具硬質合金的制備方法，所述制備方法的步驟如下：?

a、將權利要求1中的硬質合金原料加入球磨機，并注入工業酒精后混合8-80小時，然后進行真空干燥；?

b、在混合后的粉料中摻入成型劑，再次進行真空干燥；?

c、將加入成型劑后的粉料按照礦用工具的形狀壓制成毛坯；?

d、將成型毛坯在1350-1430°的溫度下燒結，得到礦用工具硬質合金，所述硬質合金的合金晶粒度為2.4-4.2μm。?

進一步地，步驟a中球磨機磨球與所述硬質合金原料的重量比為1:1-4:1。?

進一步地，所述成型劑為SBS橡膠或石蠟。?

本發明提供的硬質合金原料、礦用工具硬質合金及其制備方法，與現有技術相比，具有如下優點：?

1、本發明提供的硬質合金原料、礦用工具硬質合金及其制備方法，制得的硬質合金具有硬度高、耐磨性好，且塑性和韌性好的優點。本發明提供的硬質合金原料，組分為碳化鎢粉、鈷粉、稀有金屬和微量元素，其中，碳化鎢粉的粒度為1.8-4.0μm，碳化鎢粉的粒度較細，較細的碳化鎢顆粒分散在合金原料中，與鈷粉、稀有金屬固溶體和微量元素合金原料高度分散，鈷粉作為粘結劑，從而增加了粘結面積，提高了粘結強度；采用本發明提供的硬質合金原料制備礦用工具硬質合金的方法中，磨球與原料的重量比為1:1-4:1，進一步細化合金原料的粒度，使制得的礦用工具硬質合金的硬度和強度都比現有技術中采用的粗合金原料制成的硬質合金高，硬度約提高1.5-2HRA。同時，硬質合金原料中含有微量元素，微量元素為Ni、Si、B、Sn、Al、Mg、P、Zn、B、As、Sb、Bi?中的至少一種，這些微量元素在一定的條件下具有促進晶粒長大的作用，使用本發明提供的硬質合金原料以及硬質合金的制備方法，將原料在球磨機中混合后，經成型、高溫燒結工藝后得到的礦用工具硬質合金的合金晶粒度為2.4-4.2μm，合金的疲勞性能，特別是高溫性能良好，保證了硬質合金的塑性和韌性。?