[發明專利]稀土改性WC—Co類硬質合金刀具材料

有效

• 申請號: 201310401973.1
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103464741A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 張平;馮燕
• 申請（專利權）人: 成都工具研究所有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/04;B22F3/12
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司 51100
• 代理人: 馮忠亮

技術領域：

本發明屬于硬質合金刀具材料領域，特別涉及稀土改性WC—Co類硬質合金刀具材料及制備方法。

背景技術：

WC—Co類硬質合金比其它硬質合金具有較高的硬度、韌性及優良的耐磨性，被應用于金屬切削加工、金屬成形工具、礦山鉆探以及耐磨部件等方面，但是硬質合金通常硬度、強度和韌性之間的組合難搭配合理。將某些稀土元素以一定方式微量添加到傳統的硬質合金中，可有效地優化組織提高機械性能，不僅能夠強化硬質相、強化粘接相、使合金具有較高的強度，同時還能提高塑性相比例、凈化晶界且細化晶粒從而提高韌性。從國內外的研究來看，稀土添加形式主要有氧化物、純粉末、氫化物、氮化物、稀土—鈷中間合金粉末、碳化物以及鹽等。而從添加方法來看，主要有濕磨時直接加入、摻雜法和共沉淀法等，濕磨時加入會使稀土粉末不均勻分布和氧化，影響稀土的作用，但是工藝簡單。而用共沉淀法與摻雜法基本上可以使分散性和氧化性的問題得到解決，但是工藝流程比較復雜，成本較高。

傳統硬質合金生產工藝的球磨介質為酒精，生產過程中易造成氧化，不利于稀土金屬元素的加入；而且成型劑摻入方式是采用球磨干燥后再用機械方式摻入，易造成成型劑分布不均，影響合金的質量穩定性。傳統工藝方法生產的WC—8%Co合金材料，硬度為HRA89，抗彎強度1500MPa，其抗彎強度偏低，紅硬性也比較差，只能用于有色金屬和木材纖維的加工。

發明內容：

本發明的目的是提供一種合金的質量穩定性好，硬度高，抗彎強度高，紅硬性好，可做為不銹鋼葉片粗銑加工的刀具的稀土改性WC—Co類硬質合金刀具材料。

本發明是這樣實現的：

稀土改性WC—Co類硬質合金刀具材料，其特征在于由如下重量百分比的組分制成：

8~10%Co，0.3~1%小于0.5微米的VC，0.1~1%金屬粉末釕Ru，錸Re中的一種，88—91.5%WC。

其制備方法包括如下步驟：

（1）????將各組分混合料經過球磨濕磨、加成型劑、干燥、制粒：

球磨介質為汽油與Ф8的YG8硬質合金球，兩者的液固比為300~500ml/Kg，硬質合金球與各組分混合料比為3~5，球磨機轉速為40～50r/min，球磨時間為48~60小時；成型劑為硬質合金成型劑SD，添加量為重量百分比2~3%，

（2）????將粒料壓制成型，經預脫成型劑處理后，加壓燒結方式制得成品：

脫除成型劑的燒結溫度為400~500℃，保溫時間為120分鐘，隨后繼續升溫至600—800℃保溫60分鐘，隨爐冷卻完成成型劑的脫出，合金制品的最終燒結在加壓真空爐內完成，最終燒溫度為1400~1450℃，保溫60—90分鐘，保溫結束后加入4—6MP的氬氣再在1400℃保溫30分鐘，隨后關掉加熱電源通入氬氣在18—22分鐘將爐溫由1400℃快速降到900℃，實現快冷處理，之后隨爐冷卻，當爐溫降至室溫時出成品。

本發明的生產工藝流程簡單，生產成本低，本發明的HRA∶91，抗彎強度3000Mpa—3500Mpa，制成的刀具沖擊韌性優異，刀具的耐磨性優良，適合不銹鋼葉片的粗加工、不銹鋼葉片的半精加工和精加工。

具體實施方式：

??以下結合實施例對本發明作進一步的說明，但本發明不限于以下實施例。

?在下列實施例中，所涉及到的組分含量百分比和分數，除特別說明外，均為重量百分比和重量分數。

實施例1

?本發明的目的是制備出具有高硬度、高強度，可做為不銹鋼葉片粗銑加工的刀具材料。

本發明采取以下技術方案：9%Co，0.3%超細VC，0.3%Ru，其余為WC；

?稀土改性WC—Co類硬質合金刀具材料制備方法包括如下步驟?：

?（1）將上述混合料經過濕磨、加成型劑、干燥、制粒得壓制成型料：

????球磨介質為汽油與Ф8的YG8硬質合金球。汽油可防止稀土氧化，液固比為500ml/Kg；Ф8的YG8硬質合金球不會造成混合料污染，使球磨更均勻，球料比為5∶1。球磨機轉速為45r/min，球磨時間為55小時；

?????成型劑為硬質合金成型劑SD，其溶于汽油，能均勻分布在混合料中，添加量為3%，能保證良好的壓制效果；

（2）將上述粒料壓制成型，經預脫脂處理+加壓燒結方式制得成品。