[發明專利]碳化釩基硬質合金

無效

• 申請號: 201310246748.5
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103334042A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 王靜;伏思靜;丁義超;羅建設
• 申請（專利權）人: 成都工業學院
• 主分類號: C22C29/06
• 分類號: C22C29/06;C22C1/04
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明公開了一種碳化釩基硬質合金，屬于化學材料領域。

背景技術

鈷粘結碳化鎢硬質合金是以碳化鎢為基體，鈷為粘結相，采用粉末冶金技術制備而成，由于鎢屬于戰略資源，而且我國又是一個金屬鎢資源缺乏的國家，因此鈷粘結碳化鎢硬質合金比較昂貴。此外，制備鈷粘結碳化鎢硬質合金的燒結溫度高，一般為1400-1450℃，需要消耗較多的能量，因此有必要開發新型硬質合金。

發明內容

針對碳化鎢作為合金材料制備硬質合金存在的缺陷，本申請發明人在大量實驗基礎上制備了碳化釩基硬質合金，充分利用了碳化釩具有高硬度、高彈性模量、高熱穩定性以及與鈷之間具有良好的潤濕性等特點，使得所得到的鈷粘結碳化釩硬質合金的燒結溫度低，具有良好的性能和經濟推廣價值。

為實現上述目的，本發明是通過下述技術方案實現的：

碳化釩基硬質合金，包括下述質量的組分：釩68.8-76.9％，碳16.2-18.1％，余量為鈷和不可避免的雜質。

在上述中，所述不可避免的雜質通常指在整個合金生產過程中，由于原料和生產過程的限制所帶入的碳、硅、磷、硫等常見合金雜質，通常此類雜質總含量不高于0.5％。

在上述中，所述的碳化釩基硬質合金是以碳化釩為基體，鈷為粘結相制備的，其具體的燒結生產工藝與鈷粘結碳化鎢硬質合金類似，主要區別在于基體材料不同和燒結溫度不同。

其中，作為基體的碳化釩平均粒度為50-90nm，在此規格下的碳化釩更為滿足硬質合金及特種鋼材生產的需求。

進一步的，本發明公開了所述碳化釩基硬質合金的制備方法，包括下述步驟：

(1)按照權利要求1的釩的質量含量與碳的質量含量，取偏釩酸銨和炭黑加入到去離子水中，將所得混合液攪拌均勻并加熱烘干，研磨烘干后的粉末；

(2)在真空碳管爐中于600℃下加熱粉末30-60分鐘，然后升高溫度至1150-1250℃加熱60-120分鐘得碳化釩；

(3)將碳化釩與鈷粉混合，球磨，干燥，摻成型劑，壓制成型，脫成型劑，燒結即得碳化釩基硬質合金。

通過步驟(1)、(2)能夠制備得到性能、粒度、晶粒規格良好的碳化釩材料，為最終生產碳化釩基硬質合金打下良好基礎。

其中的步驟(3)為生產鈷粘結相硬質合金的通用步驟，本領域的鈷粘結硬質合金通常都是采用此類工藝步驟制作的，區別在于本發明以碳化釩為基體，降低了最后燒結步驟的溫度，通常只需1150-1250℃即可，顯著低于鈷粘結碳化鎢硬質合金的燒結溫度，所需的能量更低，摻入雜質量更少。

需要注意的是，本發明所采用的碳化釩材料并非僅限于采用上述步驟(1)、(2)制備，本領域任何其它的可用于制備碳化釩材料的工藝均可用于本發明。

通過上述改進，本發明提供了一種燒結溫度低、硬度和抗彎強度優異的碳化釩基硬質合金。

具體實施方式

結合具體實施方式可以更好地理解本發明的發明精神，下述所給實例僅為示意，本領域技術人員在此基礎上更改各成分用量依舊屬于本發明保護范圍。

實施例一

V????68.80％

C????16.20％

Co???14.60％

余量為不可避免的雜質。

制備工藝：

(1)按照釩的質量含量與碳的質量含量，取偏釩酸銨和炭黑加入到去離子水中，將所得混合液攪拌均勻并加熱烘干，研磨烘干后的粉末；

(2)在真空碳管爐中于600℃下加熱粉末30分鐘，然后升高溫度至1150℃加熱70分鐘得碳化釩(電鏡掃描和XRD顯示平均粒度為90nm，晶粒尺寸為50nm)；

(3)將碳化釩與鈷粉混合，球磨機中濕磨50小時后卸料干燥，摻成型劑(通常是有機物，例如汽油橡膠)，壓制成型，脫成型劑，燒結即得碳化釩基硬質合金。

經測試燒結溫度為1200℃，其硬度為89.5HRA，抗彎強度為2461MPa。

實施例二

V????72.85％

C????17.15％

Co???9.72％

余量是不可避免的雜質。

制備工藝：

(1)按照釩的質量含量與碳的質量含量，取偏釩酸銨和炭黑加入到去離子水中，將所得混合液攪拌均勻并加熱烘干，研磨烘干后的粉末；

(2)在真空碳管爐中于600℃下加熱粉末50分鐘，然后升高溫度至1200℃加熱100分鐘得碳化釩(電鏡掃描和XRD顯示平均粒度為80nm，晶粒尺寸為50nm)；