[發明專利]一種含金屬間化合物粘結相的硬質合金的制備方法

有效

• 申請號: 201610960484.3
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106636835B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 楊梅;劉福嬌;龍劍平
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;C22C1/10;B22F3/02;B22F3/10
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本發明公開了一種含金屬間化合物粘結相的硬質合金材料的制備方法，其特征是先制備Ni(OH)2包覆含碳Al(OH)3的復合粘結相，和Ni(OH)2包覆WC顆粒的復合硬質相,二者混合后經過球磨、過濾、干燥等工序后壓制成型，最后進行兩段氣氛燒結，即在低溫下Ar/H2氣氛中形成Ni與Al2O3，在高溫下N2中Al2O3與周圍C和N2反應生產AlN，AlN與Ni發生反應而形成Ni3Al，制成含金屬間化合物粘結相的硬質合金。本發明克服了現有的技術中Al易氧化，破碎和均勻分散困難、易揮發損失和燒結遷移易形成孔隙的問題，在燒結過程中原位形成Ni3Al相，且實現在硬質相周圍的均勻分布，制備出的硬質合金可用于切削刀具與抗氧化的零部件制造。

技術領域

本發明涉及一種硬質合金的制備方法，特別是含金屬間化合物粘結相的硬質合金制備方法，屬于硬質材料和切削刀具領域。

背景技術

硬質合金具有高硬度、高耐磨性和高紅硬性，被廣泛地用作切削刀具、礦山工具和耐磨零件等，但是硬質合金的主要粘結相金屬Co在高溫下強度硬度降低，而且屬于稀缺戰略資源，尋找新的硬質合金粘結相代替Co將有利于擴大其應用領域。金屬間化合物Ni3Al的成本相對更低，而且其屈服強度在峰值溫度以下具有正溫度效應，具有優異的高溫強度、蠕變抗力和高的比強度，是硬質合金Co粘結相的理性替代物。ZL201110071828.2發明了一種鎳-鋁金屬間化合物Ni3Al為粘結相的硬質合金及制備方法，所述硬質合金包含硬質相和粘接相，還包含質量百分比為0.0025％～0.0252％的B元素，粘結相體積百分比為10％～40％；所述制備方法依次包括：按Ni24Al的成分比例，把5.04wt％～50.30wt％的鎳粉、鋁粉與余量碳化物粉末混合均勻；置于石墨容器中鋪平厚度≤50mm，在非氧化性氣氛下，以≤5℃/min的升溫速度加熱至1100℃～1200℃，保溫1小時以上，然后自然冷卻，獲得碳化物與Ni3Al的混合物；碾磨、破碎、過篩，獲得120μm以下的碳化物與Ni3Al的混合粉末；脫氧預處理；再添加將0.0025wt％～0.0252wt％的B粉，濕磨混合18～36小時；混合料制成壓坯；經1350℃～1550℃低壓液相燒結后獲得Ni3Al為粘結相的硬質合金。

但是，目前引入Ni3Al的方法是基于Ni、Al金屬粉末的混合和燒結成Ni3Al然后再破碎形成粉末加入。此種方法存在著以下問題：如Ni、Al粉末反應形成Ni3Al過程中Al易揮發，反應難以控制，預制Ni3Al后還需經過破碎過程，因此工藝復雜且破碎的Ni3Al金屬間化合物粒度控制和后續球磨均勻分散控制困難。

發明內容