[發明專利]一種強韌性超耐磨硬質合金及其制造方法

在審

• 申請號: 201510362368.7
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104911431A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 葉惠明;葉少良;諸優明
• 申請（專利權）人: 河源正信硬質合金有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

技術領域

本發明涉及一種硬質合金，尤其是涉及一種強韌性超耐磨硬質合金及其制造方法。

背景技術

硬質合金是以WC、TiC或二者形成的復式碳化物為硬質相，以Co、Mo、Ni為粘結相，經高溫液相燒結而成的硬質材料，硬質合金刀具、工模具、耐磨零件在機械、冶金、采礦、石油、電子等行業具有廣泛的應用，因其有很高的硬度、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕等和較穩定的化學性能，故被稱用“工業的牙齒”。隨著現代化工業的迅猛發展，人們對硬質合金性能提出了越來越高的要求。然而傳統的硬質合金的硬度越高其韌性越差，使硬質合金應用受到了一定的限制。

發明內容

本發明一種強韌性超耐磨硬質合金及其制造方法，使得用本方法制得的硬質合金耐磨性和韌性增加。

為達到上述目的，本發明技術方案如下：

一種強韌性超耐磨硬質合金，配料按質量百分比包括：

Co?3.0％～5.0％、VC?0.6％～1.0％、(Ta,Nb)C?4.0％～8.0％、

B₄C?5.0％～7.0％、羰基Ni?0.4％～0.8％、Mo₂C?0.4％～0.8％以及余量WC；

且上述配料碳平衡值為+0.17％～+0.21％。

優選的，所述WC選用HCP值為(39.5～41.5)KA/m的超細晶粒WC粉。

一種強韌性超耐磨硬質合金的制造方法，包括以下步驟：

1)配料：將超細晶粒WC粉、超細Co粉、超細VC、超細(Ta,Nb)C、超細B₄C、羰基Ni粉以及Mo₂C按比例進行混合。

2)球磨：以酒精作球磨介質，液固比500ml/kg，球料比4.6：1，球磨96小時。

3)干燥、制粒：通過噴霧干燥制粒制得混合料。

4)壓模成型；包括模壓成型、擠壓成型、注射成型。

5)燒結：用低溫滲碳-低壓燒結法，得到樣品。

優選的，所述步驟1)中，超細晶粒WC粉的HCP值為(39.5～41.5)KA/m。

優選的，所述步驟1)中，超細晶粒WC粉粒徑為0.25～0.35μm，超細Co粉粒徑為0.3～0.6μm，超細VC粒徑為0.2～0.8μm、超細(Ta,Nb)C粒徑為0.4～1.0μm，超細B₄C粒徑為0.4～1.0μm，羰基Ni粉粒徑為0.4～1.0μm，Mo₂C粒徑為0.2～0.8μm。

優選的，所述步驟1)中，超細Co粉質量百分比為3.0％～5.0％、超細VC質量百分比為0.6％～1.0％、超細(Ta,Nb)C質量百分比為4.0％～8.0％、超細B₄C質量百分比為5.0％～7.0％、羰基Ni粉質量百分比為0.4％～0.8％、Mo₂C質量百分比為0.4％～0.8％以及余量WC，并控制配料碳平衡值為+0.17％～+0.21％。

優選的，所述步驟5)中，低溫滲碳-低壓燒結法包括以下步驟：

31)裝料；

32)抽真空；

33)升溫至300～500℃保溫1～3小時；

34)升溫至1100～1300℃保溫0.5～2小時；

35)1330～1350℃低溫滲碳0.5～2小時；

36)升溫至最終燒結溫度1400～1420℃；

37)充Ar加壓，壓力為5～10Mpa，保溫加壓0.5～2小時；

38)降壓冷卻，卸料。

本發明中利用較細的WC為原料粉，同時添加適當比例的晶粒長大抑制劑，同時采用低溫滲碳-低壓燒結這樣就會保障樣品燒結后仍能保持較小的晶粒尺寸；材料中利用超細的Co粉，其活性比普通粒徑的Co粉具有更高的活性，使燒結更容易致密化；添加硬度較WC大的B₄C，使得硬質合金具有更高的硬度，從而能提高硬質合金的耐磨性；粘結劑中添加一定含量的羰基Ni粉有助于材料韌性的提高，從而彌補了添加B₄C而造成的韌性的降低。