[發明專利]Mo2FeB2基硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201610017566.4
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105603331B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 張網根
• 申請（專利權）人: 江蘇千博機械科技有限公司
• 主分類號: C22C38/56
• 分類號: C22C38/56;C22C38/32;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/36;C22C38/54;C22C38/46;C22C38/44;C22C38/12;C22C38/18;C22C38/08;C22C32/00;C22C30/00
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務所32219
• 代理人: 陸平

技術領域

本發明屬于材料制備領域，具體涉及一種Mo₂FeB₂基硬質合金及其制備方法。

背景技術

鎢鈷類硬質合金具備高硬度，高耐磨性及高的耐熱性等優點，但由于該類合金含價格昂貴且作為戰略金屬的鎢，鈷量占材料總質量分數的90% 以上，而使它僅在刀具，某些模具及軋輥的輥套等極有限的領域得到應用。開發出含此類貴重金屬少，同時又兼具高硬度，高耐磨性等優點的材料是當前耐磨材料領域研究的重點之一。

硬質合金中常用的硬質相材料包括：碳化物、氧化物、氮化物和硼化物。其中硼化物具有高熔點、高硬度、高耐磨性和高抗腐蝕性能，被視為較有發展前景的硬質相材料。Mo₂FeB₂具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和耐高溫性，以及高的導電率，在耐磨和耐蝕等領域中得到了廣泛的應用和發展。

與TiC相比，Mo₂FeB₂具有更好與鋼的潤濕性，更高的硬度。與WC相比，具有相當的強度，體積密度更小，價格便宜。Mo₂FeB₂概念最先由日本Ken-ichi Takagi提出，其采用硼化反應燒結的方法，利用FeB、Mo、羰基鐵粉燒結過程中三種原料之間的硼化反應原位合成Mo₂FeB₂，從而制備出Mo₂FeB₂金屬陶瓷。由于金屬陶瓷燒結過程中同時進行著Mo₂FeB₂相的形成，因而原料的化學反應程度對燒結溫度、反應氣氛有著強烈敏感性，組織變化難以控制，制備出的Mo₂FeB₂金屬陶瓷性能極其不穩定。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種Mo₂FeB₂基硬質合金，所述合金的成分及其含量是：B為9～16wt%，Mo為32～42wt%，Ni為0～5wt%，V為0.1～5wt%，Cr為2～11wt%，C為1～3wt%，CeO₂為0.1～1wt%，余量為Fe。

在本發明的一個實施方案中，所述合金的成分及其含量是：B為12～14wt%，Mo為35～41wt%，Ni為0.1～1wt%，V為0.1～0.5wt%，Cr為4～7wt%，C為1.5～3wt%，CeO₂為0.2～0.5wt%，余量為Fe。

在本發明進一步地實施方案中，所述合金的成分及其含量是：B為13wt%，Mo為39wt%，Ni為0.2wt%，V為0.3wt%，Cr為6wt%，C為2.5wt%，CeO₂為0.3wt%，余量為Fe。

本發明的另一個目的是提供所述Mo₂FeB₂基硬質合金的制備方法，具體步驟如下：

1）加上述混和料40～60wt％的無水乙醇進行混合，再外加上述混和料3～10％的液體石蠟為粘結劑進行細磨混和，過400目篩后干燥壓坯和燒結。

2）燒結是在真空爐中進行液相燒結，燒結時真空爐的真空度為1.0×10^-1Pa～1.0×10^-3Pa，燒結溫度為1200℃～1400℃，保溫時間為10～30分鐘。

在本發明的一個實施方案中，在步驟1中，所述細磨混合是指在行星式球磨機中濕磨，磨球為硬質合金球，球料比為7：1，球磨機轉速為300r/min，球磨時間為15h。

在本發明的另一個實施方案中，在步驟2中，所述燒結過程為以3℃/min升至400℃，保溫15min；然后以8℃/min升至650℃，保溫30min；然后以5℃/min升至950℃，繼續以10℃/min升至1360℃；保溫20min。

本發明在現有Mo₂FeB₂基硬質合金基礎上，對合金元素進行了合理選擇，并通過大量試驗確定了合適的組分重量百分比。在上述合金組成的基礎上，本發明對球磨條件以及燒結曲線進行了科學優化，從而獲得了一種性能優良的Mo₂FeB₂基硬質合金。

具體實施方式

下面將進一步的詳細說明本發明。需要指出的是，以下說明僅僅是對本發明要求保護的技術方案的舉例說明，并非對這些技術方案的任何限制。本發明的保護范圍以所附權利要求書記載的內容為準。

實施例1