[發明專利]一種耐高溫耐磨損耐腐蝕的低鈷硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201610707130.8
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN106191608B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 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;C09D1/00;C09D7/12;C09D7/00
• 代理公司: 廣州勝沃園專利代理有限公司44416
• 代理人: 張帥

技術領域

本發明屬于粉末冶金技術領域，涉及一種耐高溫耐磨損耐腐蝕的低鈷硬質合金及其制備方法。

背景技術

WC-Co硬質合金由于具有高的強度、硬度以及高的彈性模量而用于制造切削工具、刀具、鉆具和耐磨零部件，廣泛應用于軍工、航天航空、機械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領域。WC-Co硬質合金是由硬質相(以WC為主)和粘結相(鐵族元素Co、Fe、Ni等)構成，粘結相在促進合金燒結全致密化和提高合金韌性和強度的同時，也導致硬質合金的耐高溫性能、耐磨損性能和耐腐蝕性能降低，從而導致其在實際應用中受到了一定的限制。同時，金屬Co是一種價格昂貴且對人體健康有一定影響的金屬材料，因此，從人體健康、降低成本和提高硬質合金性能等方面考慮，有必要減少硬質合金中Co的應用。

中國專利CN 102628138 B公開了一種含微量鈷的無粘結相碳化鎢硬質合金及其制備方法，所述硬質合金的組分及其質量百分比含量如下：Co：0.20-1.00％，Cr₃C₂：0.01-0.50％，VC：0.01-0.50％，余量為晶粒尺寸0.2-0.8μmWC；其制備方法包括：先按上述原料粉末配比投料進行高能球磨，直至球磨粉末中WC粉末晶粒平均尺寸細化至小于200nm；再采用放電等離子快速燒結高能球磨后的硬質合金粉末，制得具有優良綜合性能的含微量鈷的無粘結相碳化鎢硬質合金。

低鈷硬質合金粘結相含量降低，從而具有比常規WC-Co硬質合金更高的硬度、耐磨性和耐腐蝕性，在精密機械、加工刀具、特種耐磨材料及零件、拉拔模具等領域有更獨特的優勢。但由于低鈷硬質合金的WC粉末粒度小，比表面積大，Co含量少，在燒結過程中產生的液相數量遠小于常規硬質合金，WC顆粒難以被液相完全潤濕，合金燒結致密化困難，且由于WC粉和Co粉粒度小，活性高，容易在燒結過程中出現晶粒異常長大的現象。同時，由于缺少粘結相，低鈷硬質合金的韌性和強度降低。

因此，現有技術中仍缺少一種耐高溫耐磨損耐腐蝕的低鈷硬質合金。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的技術缺陷，提供一種耐高溫耐磨損耐腐蝕的低鈷硬質合金。本發明提供的低鈷硬質合金WC粒徑小且分布均勻，硬度和抗彎強度高，耐高溫、耐磨損、耐腐蝕性能好，可有效延長工具壽命和提高刀具的切削效率。

本發明的技術方案如下：

一種耐高溫耐磨損耐腐蝕的低鈷硬質合金，包括如下質量份數的配料：Co 0.1-1.0份、Cr₃C₂ 0.4-0.6份、TaC 6.0-8.0份、NbC 0.6-1.0份、TiC 2.0-4.0份，WC 75-90份。

優選地，所述WC選用HCP值為39.5-41.5KA/m的超細晶粒WC粉，其粒徑為0.25-0.35μm。

優選地，所述Co是粒徑為0.3-0.6μm的超細Co粉，Cr₃C₂是粒徑為0.3-0.8μm的超細Cr₃C₂粉，TiC是粒徑為0.2-0.8μm的超細TiC粉，NbC是粒徑為0.4-1.0μm的超細NbC粉，TaC是粒徑為0.4-0.8μm的超細TaC粉。

本發明中，利用HCP值為39.5-41.5KA/m，粒徑為0.25-0.30μm的超細晶粒WC粉作為原料粉，同時通過添加適當比例的復合晶粒長大抑制劑，抑制WC晶粒長大，使燒結后的產品仍能保持較小的晶粒尺寸。本發明所有配料均采用粒徑較小的超細粉，活性比普通粒徑的配料更高，使燒結更容易致密化，添加Cr₃C₂、TaC、NbC、TiC組成的復合晶粒長大抑制劑，除可抑制WC晶粒長大外，添加一定含量的TaC還可提高硬質合金的高溫切削硬度和提高硬質合金的耐磨性；添加一定含量的TiC還有助于提高硬質合金的耐腐蝕和潤滑性等性能。

優選的，所述耐高溫耐磨損耐腐蝕的低鈷硬質合金的配料還包括如下質量份數的配料：SiC 2.0-4.0份、Al₂O₃ 5.0-9.0份和TiAlCN 0.1-0.5份。

優選地，所述SiC是粒徑為0.7-1.0μm的超細SiC粉，Al₂O₃是粒徑為0.5-0.8μm的超細Al₂O₃粉，TiAlCN是粒徑為0.4-0.8μm的超細TiAlCN粉。