[發明專利]一種鎢-鈦-鈷系硬質合金用WC-TiC固溶體粉末的制備方法

有效

• 申請號: 201410040304.0
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103820694A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 盛學智;易祖成;甘棋文;曾孟;廖彪
• 申請（專利權）人: 湖南海云冶金材料有限公司
• 主分類號: C22C29/06
• 分類號: C22C29/06;C04B35/56;C04B35/622
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域：

本發明涉及一種鎢-鈦-鈷系(YT)硬質合金用WC-TiC固溶體粉末的制備方法，屬于硬質合金生產技術領域。

背景技術：

鎢鈦鈷系硬質合金(YT)是由WC-TiC固溶體粉末和粘接相金屬Co所組成的。在WC-TiC體系中，TiC不溶于WC中；而WC在TiC中有很大的溶解度，這是由于有TiC存在時WC的六方晶格轉變為立方晶格之故。當溫度為1500℃時，WC在TiC中的溶解度為68～69％。在WC-TiC-Co合金（如YT5、YT14、YT15、YT30）生產中，往往采用在燒結溫度（1480～1560℃）下呈飽和狀態的TiC-WC固溶體，這種固溶體在燒結時既不分解，又不繼續溶解WC，因而易于控制合金中WC相的晶粒度；WC-TiC的不飽和固溶體由于有較高的顯微硬度和抗氧化能力，可提高合金硬度和切削壽命系數，故在合金生產中也經常采用。但過飽和固溶體一般不宜采用，因為在燒結時，過飽和固溶體會分解析出粗大的沿著同一方向伸長的ＷＣ晶體，降低了合金的耐磨性。故本發明只是針對飽和與不飽和WC-TiC固溶體粉末的制備工藝而言。

生產實踐證明，對于WC-TiC固溶體粉末的基本要求是：粒度要小而均勻、純度要高、固溶度要高、游離碳要低、氧含量及其他雜志含量要低、化合碳要符合要求等等。這些要求在粉末制備工藝上很多就是互相矛盾的：譬如，為了保證WC-TiC固溶體粉末純度高、固溶度高、游離碳低、氧含量及其他雜志含量要低的要求，WC-TiC的還原、碳化作業溫度就要求盡可能的高；但這樣一來，WC-TiC粉末的粒度必然會增粗，滿足不了微細粉末的要求。如果降低還原、碳化作業的溫度，可以制得粒度小的粉末，但粉末的純度、固溶度、游離碳、氧含量及其他雜志含量等都不能滿足合金生產要求。這就是現有WC-TiC固溶體粉末制備工藝難以控制、產品質量不穩定的原因所在。

發明內容：

為解決現有WC-TiC固溶體粉末制備工藝難以控制、產品質量不穩定的技術難題，本發明提供一種采用鎢酸鈉溶液和硫酸鈦溶液為原料，通過鎢、鈦液相熱水解共沉積、煅燒、還原-碳化一體化工藝，制備鎢-鈦-鈷系(YT)硬質合金用WC-TiC固溶體粉末的方法。

本發明一種鎢-鈦-鈷系(YT)硬質合金用WC-TiC固溶體粉末的制備方法，其實施方案為：

按W與Ti的質量比為46-66：23.5-40.5，配取鎢酸鈉和硫酸鈦做為原料，將所配取的原料通過水解共沉積后過濾，煅燒濾渣得到氧化鎢與氧化鈦的混合產物，按120～125公斤混合產物加入35～43公斤炭黑的比例，將炭黑加入到混合產物中混合均勻后，在1900～2000℃進行還原-碳化處理，得到鎢-鈦-鈷系(YT)硬質合金用WC-TiC固溶體粉末，所述煅燒的溫度為750～850℃。

本發明一種鎢-鈦-鈷系(YT)硬質合金用WC-TiC固溶體粉末的制備方法，所述水解共沉積是：在80～90℃，將配取的鎢酸鈉和硫酸鈦配成溶液后混合、攪拌直至反應完全；所述鎢酸鈉溶液中W的濃度為79.2～158.6g/L，換算成WO₃的濃度則為100～200g/L；所述硫酸鈦溶液中Ti的濃度為113.8～161.85g/L，換算成TiO₂的濃度為190～270g/L；

所述水解共沉積按下述反應式進行：

Na₂WO₄+Ti(SO₄)₂+(x+1)H₂O→WO₃·TiO₂·xH₂O↓+Na₂SO₄+H₂SO₄

Na₂WO₄+TiOSO₄+xH₂O→WO₃·TiO₂·xH₂O↓+Na₂SO₄

本發明一種鎢-鈦-鈷系(YT)硬質合金用WC-TiC固溶體粉末的制備方法，過濾后，濾渣用60-70℃的熱水洗滌至中性，并干燥、脫水。

本發明一種鎢-鈦-鈷系(YT)硬質合金用WC-TiC固溶體粉末的制備方法，將炭黑加入到混合產物中后，在雙錐混料器混合4～8小時。