[發明專利]一種以碳化鈦為主要成分的高強度硬質合金及制備方法

有效

• 申請號: 201610314478.0
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN105886871B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 姚天明;李杰名
• 申請（專利權）人: 株洲中工硬質合金工具有限責任公司
• 主分類號: C22C29/10
• 分類號: C22C29/10;C22C1/05
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司11319
• 代理人: 吳志勇

1.一種以碳化鈦為主要成分的高強度硬質合金，其特征在于：以碳化鈦為主體材料，加以部分碳化鎢作為硬質相，與鈷和鎳的混合物作為粘結相混合在一起，制作出以碳化鈦為主要成分的高強度硬質合金；各組份及重量份數配比如下：

碳化鈦 55-70份

碳化鎢 20-45份

鈷 0-5份

鎳 8-20份

鉬 0-5份

碳化釩 0.01-0.5份

先將碳化鈦與碳化鎢混合制作成固溶體，并在制作固溶體過程中添加鉬（Mo)，使得在制作固溶體的過程中金屬鉬變成碳化二鉬，改善粘結相對硬質相的潤濕性，再將碳化鈦與碳化鎢固溶體與粘結相和微量元素碳化釩混合，制成混合料；將混合料摻膠后壓制成型，最后燒結成型；所述的在制作固溶體過程中添加鉬（Mo)是在將TiO₂、WC、炭黑按一定比例的數量裝入震動球磨機內后，再加入鉬（Mo)粉，并與TiO₂、WC、炭黑一起研磨，充分混合均勻后，將物料壓緊裝入石墨舟皿中，在碳管爐中進行2200℃高溫碳化；冷卻后經球磨機破碎、震動過篩，制得TiC+WC固溶體。

2.如權利要求1所述的以碳化鈦為主要成分的高強度硬質合金，其特征在于：所述的各組份及重量份數配比如下：

碳化鈦 65-70份

碳化鎢 20-35份

鈷 1-3份

鎳 10-20份

鉬 0.05-0.5份

碳化釩 0.05-0.2份。

3.如權利要求1所述的以碳化鈦為主要成分的高強度硬質合金，其特征在于：所述的各組份及重量份數配比如下：

碳化鈦 63份

碳化鎢 27份

鈷 2份

鎳 8份

鉬 0.05份

碳化釩 0.01份。

4.一種以碳化鈦為主要成分的高強度硬質合金的制備方法，先將碳化鈦與碳化鎢混合制作成固溶體，并在制作固溶體過程中添加鉬（Mo)，使得在制作固溶體的過程中金屬鉬變成碳化二鉬，改善粘結相對硬質相的潤濕性，再將碳化鈦與碳化鎢固溶體與粘結相和微量元素碳化釩混合，制成混合料；將混合料參膠后壓制成型，最后燒結成型；所述的在制作固溶體過程中添加鉬（Mo)是在將TiO₂、WC、炭黑按一定比例的數量裝入震動球磨機內后，再加入鉬（Mo)粉，并與TiO₂、WC、炭黑一起研磨，充分混合均勻后，將物料壓緊裝入石墨舟皿中，在碳管爐中進行2200℃高溫碳化；冷卻后經球磨機破碎、震動過篩，制得TiC+WC固溶體。

5.如權利要求4所述的以碳化鈦為主要成分的高強度硬質合金的制備方法，其特征在于：所述的先將碳化鈦與碳化鎢混合制作成固溶體是將TiO₂、WC、炭黑按一定比例的數量裝入震動球磨機內，用直徑15-40mm的高鉻鋼球為研磨載體，充分混合均勻；物料壓緊裝入石墨舟皿中，在碳管爐中進行2200℃高溫碳化；冷卻后經球磨機破碎、震動過篩，制得TiC+WC固溶體。

6.如權利要求4所述的以碳化鈦為主要成分的高強度硬質合金的制備方法，其特征在于：所述的將碳化鈦與碳化鎢固溶體與粘結相和微量元素碳化釩混合是將固溶體、鈷、鎳和微量元素碳化釩按不同牌號的成分要求進行配料，裝入可傾式濕磨機中，以酒精為介質，以硬質合金棒為研磨體進行研磨，根據不同的合金牌號，研磨時間48-96小時；然后進過干燥過篩制得混合料。

7.如權利要求4所述的以碳化鈦為主要成分的高強度硬質合金的制備方法，其特征在于：所述的高強度硬質合金制備方法的具體步驟是：

1）固溶體制備：將TiO₂、WC、炭黑按一定比例的數量裝入震動球磨機內，用直徑15-40mm的高鉻鋼球為研磨載體，充分混合均勻；物料壓緊裝入石墨舟皿中，在碳管爐中進行2200℃高溫碳化；冷卻后經球磨機破碎、震動過篩，制得TiC+WC固溶體；

2）混合料制備：將固溶體、鈷、鎳和其他微量元素按不同牌號的成分要求進行配料，裝入可傾式濕磨機中，以酒精為介質，以硬質合金棒為研磨體進行研磨，根據不同的合金牌號，研磨時間48-96小時；然后進過干燥過篩制得混合料；

3）混合料摻膠：在螺旋混合器中將橡膠汽油溶液摻入混合料中；經過干燥過篩制成具有較好流動性的粉狀或粒狀混合料；

4）壓制成型：將混合料裝入模腔內，在壓力機上將混合料壓制成需要的形狀和尺寸，并具有一定的密度和強度的硬質合金壓坯；

5）制品燒結：將壓坯裝入石墨舟皿中，舟皿表面需要涂一層防止粘接的涂料；將舟皿和壓坯裝入氫氣脫膠真空燒結一體爐中；爐內抽真空，真空度2Pa以內時，往爐內充氫氣；然后送電升溫，待壓坯內成型劑排除干凈后將氫氣排出；抽真空，繼續升溫；在出現液相前進行保溫，與常規硬質合金的燒結比較，保溫時間略長；最終燒結溫度1400-1480℃，保溫60-90分鐘；

6）冷卻后出爐，合金表面進行噴砂處理。