[發明專利]一種硬質合金

無效

• 申請號: 201310485442.5
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103540823A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 陳保云
• 申請（專利權）人: 常熟市良益金屬材料有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C30/00;B32B15/04
• 代理公司: 北京瑞思知識產權代理事務所(普通合伙) 11341
• 代理人: 李濤

技術領域

本發明涉及金屬合金材料領域，特別是涉及一種硬質合金。

背景技術

隨著科學技術和工業的發展，對材料提出了更高的要求，如更高的強度、抗高溫、高壓、低溫、耐腐蝕、磨損以及其他特殊物理、化學性能的要求。

硬質合金是用粉末冶金法生產的，由難熔金屬化合物（硬質相）和粘結金屬（粘結相）所構成的復合材料。硬質合金的特點是硬度高、熱硬性好、耐磨性優良，切削速度可比高速鋼提高4-7倍，作為刀具材料使用，其耐磨性為高速鋼?15-20?倍、壽命可提高5-80倍。

所以硬質合金以其優良的性能正在更多的場合替代其他刀具材料，比較常用的硬質合金刀具材料是碳化鎢基硬質合金，但是碳化鎢基硬質合金耐磨性雖高，但韌性較差，脆性較高，價格較貴。故需要研究一種成本低且綜合性能好的硬質合金已經成了硬質合金發展的趨勢。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種硬質合金，成本低，具有高硬度、高強度、高韌性、高耐磨性，高速切削時磨損率低的特點，同時具有良好的抗氧化性、耐熱性、化學穩定性，適用于制造高精加工用的刀具材料，并能延長刀具的使用壽命。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：

提供一種硬質合金，包含金屬碳化物粉末和金屬粘結劑組成的硬質合金基體，還包括涂層，所述涂層涂覆在所述硬質合金基體上，所述金屬碳化物粉末主要由碳化鎢及少量碳化釩、碳化鉻、碳化鈦、碳化鉭和碳化鈮組成，其質量百分比為碳化鎢40%-50%、碳化釩5%-10%、碳化鉻3%-8%、碳化鈦5%-9%、碳化鉭6%-11%和碳化鈮2%-5%；所述金屬粘結劑為鈷，含量為12%-18%。

在本發明一個較佳實施例中，所述金屬碳化物粉末的晶粒大小為0.1-0.8μm。

在本發明一個較佳實施例中，所述碳化鎢的晶粒大小為0.1-0.4μm。

在本發明一個較佳實施例中，所述涂層為金剛石CVD涂層。

在本發明一個較佳實施例中，所述金剛石CVD涂層為超細結晶，平均粒度小于0.8μm。

本發明的有益效果是：碳化鎢顆粒的尺寸越小，硬質合金的硬度越高，但是在燒結過程中，碳化鎢顆粒通過溶解再析出的過程結合和長大，通過添加碳化釩、碳化鉻、碳化鈦、碳化鉭和碳化鈮，可以控制碳化鎢顆粒的長大速度，提高硬質合金的硬度，而且在同等硬度下可以降低碳化鎢的使用量，降低合金材料的成本；金屬粘結劑鈷可以起到凈化晶界并顯著提高材料的抗彎強度和沖擊韌性；硬質基體外涂覆涂層，可以提高硬質合金的切削性能和降低硬質合金的表面粗糙度，從而可以減少刀具使用時的摩擦，降低切削溫度，延長使用刀具壽命。

具體實施方式

下面對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

本發明實施例包括：

一種硬質合金，包含金屬碳化物粉末和金屬粘結劑組成的硬質合金基體，還包括涂層，所述涂層涂覆在所述硬質合金基體上，所述金屬碳化物粉末主要由碳化鎢及少量碳化釩、碳化鉻、碳化鈦、碳化鉭和碳化鈮組成，其質量百分比為碳化鎢40%-50%、碳化釩5%-10%、碳化鉻3%-8%、碳化鈦5%-9%、碳化鉭6%-11%和碳化鈮2%-5%；所述金屬粘結劑為鈷，含量為12%-18%。

其中，所述金屬碳化物粉末的晶粒大小為0.1-0.8μm，晶粒越小，強度越高。

所述碳化鎢的晶粒大小為0.1-0.4μm，保證硬質合金具有良好的硬度。

所述涂層為金剛石CVD涂層，增加硬質合金的強度、硬度和降低表面粗糙度。

所述金剛石CVD涂層為超細結晶，平均粒度小于0.8μm，涂層表面更加光滑，當涂層厚度為6-20μm，硬質合金的切削性能顯著提高，并且降低了硬質合金的表面粗糙度，可以減少刀具的摩擦，降低切削溫度，延長使用壽命。

實施例一：

一種硬質合金，包含金屬碳化物粉末和金屬粘結劑組成的硬質合金基體，還包括涂層，所述涂層涂覆在所述硬質合金基體上，所述金屬碳化物粉末主要由碳化鎢及少量碳化釩、碳化鉻、碳化鈦、碳化鉭和碳化鈮組成，其質量百分比為碳化鎢48%、碳化釩6%、碳化鉻8%、碳化鈦9%、碳化鉭10%和碳化鈮5%；所述金屬粘結劑為鈷，含量為14%。

所述金屬碳化物粉末的晶粒大小為0.1-0.8μm。

其中碳化鎢的晶粒大小為0.2μm。