[發明專利]一種表面富鈷的超細晶梯度硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201410011294.8
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103741000A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 王凱;周向葵;王強;許智峰;劉鐵;赫冀成
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/10
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種表面富鈷的超細晶梯度硬質合金，其特征在于成分按質量百分比為：2-6%Ti(C,N)、6-15%Co、0-0.5%VC、0.2-0.8%Cr₃C₂和0-0.5%炭黑，余量為WC；其金相組織是以WC和立方相碳氮化物為芯部硬質相，以鈷為粘結相形成10~40μm厚的表面富鈷的梯度層，其中硬質相和梯度層中WC晶粒的平均尺寸為0.2-0.4μm，表面富鈷的梯度層中的鈷含量為硬質合金標稱鈷含量的1.2-2倍。

2.權利要求1所述的一種表面富鈷的超細晶梯度硬質合金的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行：

（1）采用添加碳氮化物的硬質合金原料進行配料，其成分按質量百分比為：2-6%Ti(C,N)、6-15%Co、0-0.5%VC、0.2-0.8%Cr₃C₂和0-0.5%炭黑，余量為WC；

（2）將上述原料混合后加入濕式球磨機中濕磨，將濕磨后的混合料漿靜置8~12h，然后放入真空干燥箱內于60~90℃保溫1~2h，干燥后用40目篩網過篩，將過篩后的粉料用壓機和模具壓制成料坯，壓力為5~20噸，保壓時間為5~30s；

（3）將料坯置于真空爐中，將真空爐抽真空到10Pa以下開始升溫，升溫至400~600℃并保溫1~6h，同時通入氫氣，進行脫蠟、脫氧，之后排空爐腔內的氫氣繼續升溫，在達到液相燒結溫度之前充入壓力5~10MPa的惰性氣體，液相燒結溫度為1350~1500℃，在惰性氣體壓力下保溫0.1~2h，保溫結束后隨爐冷卻至室溫，得到表面富鈷的超細晶梯度硬質合金。

3.根據權利要求2所述一種表面富鈷的超細晶梯度硬質合金的制備方法，其特征在于添加的WC粉末的平均粒度為0.4μm，Ti(C,N)粉末的平均粒度為0.2~1.5μm，C與N的原子比是0.5：0.5，Co粉末的平均粒度為1μm，?VC和Cr₃C₂粉末的平均粒度小于1μm。

4.根據權利要求2所述一種表面富鈷的超細晶梯度硬質合金的制備方法，其特征在于步驟（2）進行濕磨時，球料比為（10~15）:1，濕磨介質為酒精，轉速為(40~100)r/min，濕磨時間為48~72h。

5.根據權利要求2所述一種表面富鈷的超細晶梯度硬質合金的制備方法，其特征在于所述的惰性氣體是氬氣。