[發明專利]一種納米晶硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201310675049.2
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103643100A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 王軍;林生福;宮實俊;劉學敏;李紅利;孫靜涵;李貴友;李振峰
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;中國神華能源股份有限公司軌道機械化維護分公司;哈爾濱貴有科技開發有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 李婉婉;張苗

技術領域

本發明涉及一種納米晶硬質合金及其制備方法，具體地，本發明涉及一種鐵路線路養護清篩機車用納米晶硬質合金及其制備方法。

背景技術

鐵路線路養護清篩車用L1469型板是鐵路線路清篩過程中使用的主要部件和易損部件。該鐵路線路養護清篩車用L1469型板屬于合金耐磨板領域，根據合金耐磨板的技術原理和要求，本發明的發明人確定該鐵路線路養護清篩車用L1469型板主要包括耐磨板母材、納米晶硬質合金以及焊接工藝等三方面的內容。

現國內鐵路線路養護清篩車用L1469型板中，作為該鐵路線路養護清篩車用L1469型板的納米晶硬質合金的選用上，現有技術中的硬質合金這種材料具有一個規律，即硬度提高的同時必然伴隨著韌性下降。

因此，如何開發出高性能的鐵路線路養護清篩機車用納米晶硬質合金還有待于進一步研究和亟待開發。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的硬質合金在洛氏硬度提高的同時韌性下降的缺點，提供了一種鐵路線路養護清篩機車用納米晶硬質合金及其制備方法。

本發明提供了一種納米晶硬質合金，其中，所述納米晶硬質合金所述納米晶硬質合金含有粗顆粒碳化鎢、納米顆粒碳化鎢和鈷粉，且以該納米晶硬質合金的總重量為基準，所述粗顆粒碳化鎢的含量為55-75重量%，所述納米顆粒碳化鎢的含量為15-25重量%，所述鈷粉的含量為10-20重量%。

本發明還提供了一種納米晶硬質合金的制備方法，其中，該制備方法包括以下步驟：

（1）將粗顆粒碳化鎢、納米顆粒碳化鎢和鈷粉的混合顆粒進行機械加壓成型處理；

（2）將經步驟（1）成型后的混合顆粒在惰性氣體加壓的情況下進行燒結處理；

（3）經步驟（2）燒結處理后再進行二次燒結處理；

其中，粗顆粒碳化鎢、納米顆粒碳化鎢和鈷粉的用量使得制備得到的所述納米晶硬質合金中含有55-75重量%的粗顆粒碳化鎢、含有15-25重量%納米顆粒碳化鎢以及含有10-20重量%的鈷粉。

本發明提供的納米晶硬質合金的洛氏硬度和抗彎強度均會獲得較大增長，而且這一特征隨著晶粒細化而變得更加突出，該納米硬質合金不但實現了高硬度和高強度的統一，而且還具有較高的沖擊韌性。另外，采用本發明提供的納米晶硬質合金的制備方法，最終可使該納米晶硬質合金的內部結構得到充分密實，消除該納米晶硬質合金內部的收縮應力。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1為實施例1制備的納米晶硬質合金的金相顯微組織圖；

圖2是實施例1制備的納米晶硬質合金的場發射掃描電鏡（FESEM）二次電子顯微組織圖。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

根據本發明提供了一種納米晶硬質合金，其中，所述納米晶硬質合金可以含有粗顆粒碳化鎢、納米顆粒碳化鎢和鈷粉，且以該納米晶硬質合金的總重量為基準，所述粗顆粒碳化鎢的含量可以為55-75重量%，所述納米顆粒碳化鎢的含量可以為15-25重量%，所述鈷粉的含量可以為10-20重量%。

根據本發明，以該納米晶硬質合金的總重量為基準，所述粗顆粒碳化鎢的含量可以為60-70重量%，所述納米顆粒碳化鎢的含量可以為18-23重量%，所述鈷粉的含量可以為12-17重量%。

根據本發明，所述粗顆粒碳化鎢的的晶粒度可以為6-20μm，優選為9-18μm，更優選為12-14μm，所述納米顆粒碳化鎢的晶粒度可以為0.5-0.8μm，優選為0.6-0.7μm，更優選為0.64-0.68μm，所述鈷粉的顆粒度為1-1.5μm，優選為0.3-0.8μm。

根據本發明還提供了一種納米晶硬質合金的制備方法，其中，該制備方法包括以下步驟：

（1）將粗顆粒碳化鎢、納米顆粒碳化鎢和鈷粉的混合顆粒進行機械加壓成型處理；

（2）將經步驟（1）成型后的混合顆粒在惰性氣體加壓的情況下進行燒結處理；

（3）經步驟（2）燒結處理后再進行二次燒結處理；