[發明專利]表層為TiC-Ni-10TaC-10Mo2C金屬陶瓷層的硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201610829566.4
• 申請日: 2016-09-18
• 公開（公告）號: CN106270490B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 劉金洋;鄧欣;陳健
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/105;C22C29/06;C22C29/08;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00
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• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種表層為TiC?Ni?10TaC?10Mo₂C金屬陶瓷層的硬質合金及其制備方法，包括：芯部WC?Co硬質合金層；設置在WC?Co硬質合金層外部的表層金屬陶瓷層；所述金屬陶瓷層為TiC?Ni?10TaC?10Mo₂C與WC?Co的復合層。本發明中的金屬陶瓷顆粒有利于表層的耐磨性，WC?Co硬質合金顆粒有利于硬質合金的韌性，因此使硬質合金的表層具有高硬度與耐磨性同時內部具有較好的韌性。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，尤其涉及一種表層為TiC-Ni-10TaC-10Mo₂C 金屬陶瓷層的硬質合金及其制備方法。

背景技術

硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質合金作為一類特殊工具材料已經廣泛用于制造切削工具、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。

申請號為201510541956.7的中國專利公開了一種硬質合金材料，所述硬質合金材料由以下重量百分比的組分組成：1～20％粘結相，80～99％硬質相，所述硬質相由WC和TiAlCN組成，所述WC占所述硬質合金材料的重量百分比為60～98.5％，所述TiAlCN占所述硬質合金材料的重量百分比為0.5～20％。現有技術提供的這種硬質合金能夠使硬質相具有較高的硬度和抗氧化性能，能夠提高制得的硬質合金工具的高溫強度、硬度和韌性，TiAlCN硬質相還能夠細化WC硬質相晶粒，提高硬質合金的硬度、強度和韌性；TiAlCN硬質相在硬質合金高溫使用過程中，能夠在工具表面能夠形成致密氧化物保護膜，抗氧化溫度達到800℃以上，并且抗硫化和抗各種介質腐蝕，硬質合金工具可在高溫和惡劣的環境下工作。但是這種硬質合金不能同時具有較好的韌性、耐磨性以及硬度，限制了硬質合金的廣泛應用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種表層為TiC-Ni-10TaC-10Mo₂C金屬陶瓷層的硬質合金及其制備方法，本發明提供的表層為金屬陶瓷層的硬質合金具有較好的韌性、硬度和耐磨性。

本發明提供了一種表層為金屬陶瓷層的硬質合金，包括：

芯部WC-Co硬質合金層；

設置在芯部WC-Co硬質合金層外部的表層金屬陶瓷層；

所述金屬陶瓷層為TiC-Ni-10TaC-10Mo₂C與WC-Co的復合層。

優選的，金屬陶瓷層包括：

TiC-Ni-10TaC-10Mo₂C顆粒；

包覆在TiC-Ni-10TaC-10Mo₂C顆粒外部的WC-Co過渡層。

優選的，TiC-Ni-10TaC-10Mo₂C中TiC的質量含量為60～80％，Ni的質量含量為5～20％。

優選的，TiC-Ni-10TaC-10Mo₂C的成分為：

70wt％的TiC、10wt％的Ni、10wt％的TaC和10wt％的Mo₂C。

優選的，WC-Co硬質合金層中Co的質量含量為5～30％，其中WC的粒徑為20～5000nm。

優選的，WC-Co硬質合金層中Co的質量含量為10～20％，WC的質量含量為80～90％。

優選的，WC-Co過渡層的成分為：