[發(fā)明專利]一種以鈷粘結(jié)碳化鈦基耐磨耐腐蝕硬質(zhì)合金及制備方法

有效

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• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106399797B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 蘇華;譚斌
• 申請（專利權(quán)）人: 四川科力特硬質(zhì)合金股份有限公司
• 主分類號: C22C29/10
• 分類號: C22C29/10;C22C1/05
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙)51217
• 代理人: 賀理興

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于硬質(zhì)合金技術(shù)領域，具體涉及一種以鈷粘結(jié)碳化鈦基耐磨耐腐蝕硬質(zhì)合金及制備方法。

背景技術(shù)

目前碳化鈦基硬質(zhì)合金主要是以TiC、VC等作為硬質(zhì)相成分，Ni作為粘結(jié)劑形成TiC-Ni系硬質(zhì)合金或者在Ni中添加Co、Mo元素形成TiC-Ni-Co-Mo系粘結(jié)劑。

如文獻1：公開號為CN103305712A的專利申請所公開的一種碳化鈦基硬質(zhì)合金制作方法。采用真空燒結(jié)法制作，將碳化鈦粉、鎳粉和鉬粉一起進行濕磨，壓坯通常于真空中在1400～1500℃下進行液相燒結(jié)。原材料的制備中將部分鎳(Ni)加入碳化鈦(TiC)粉體中，使得所述的碳化鈦(TiC)粉體為含有碳化鈦(TiC)與鎳(Ni)固溶體的混合原料，在所述的碳化鈦原料中含有體積百分比0.4％～6.7％的碳化鈦(TiC)與鎳(Ni)固溶體。

如文獻2：公開號為CN1420194的專利申請所公開的一種鎢鈷鈦硬質(zhì)合金的制備方法。該方法包括將WC-TiC的復式碳化物與WC粉、Co粉經(jīng)配料、球磨、干燥、摻成型劑、壓制成型和燒結(jié)步驟，復式碳化物中TiC與WC的重量比為30:70-40:60，在配料時Ti的含量為(4.8-5.3)wt％，并且選用(1.2-1.8)um與(6-8)um的WC粉按80:20-60:40的重量比搭配，配料時Co的含量控制在(7.7-8.3)wt％，加入(0.5-2.0)wt％的Ni。

如文獻3：公開號為CN104498801A的專利申請所公開的一種TiC系鋼結(jié)硬質(zhì)合金。發(fā)明涉及一種TiC系鋼結(jié)硬質(zhì)合金，由按重量百分比的下述元素組成：Ti：47.5-56.0wt％、Mn：0.5-2.0wt％、Mo：2.0-3.0wt％、Cr：1.5-3.0wt％、Ni：5.0-8.0wt％、C：11.0-13.4wt％、稀土0.1-1.0wt％，F(xiàn)e為余量。該合金的抗彎強度≥1700MPa，HRA硬度≥88.0，孔隙度≤A04B04，在保證產(chǎn)品的高硬度、高耐磨性的同時還能夠防銹，耐蝕性好，無磁性，擴大了TiC系鋼結(jié)硬質(zhì)合金使用領域。

然而，文獻1中采用的是鎳元素加入碳化鈦粉體中形成TiC-Ni固溶體，但該類合金碳化物與粘結(jié)相的潤濕性不是特別理想，一方面此類硬質(zhì)合金的抗彎強度遠遠達不到各類刀具所需要的要求。另一方面由于韌性不足，在作為刀具使用加工過程中易斷裂，其用途僅限于高速車削等輕負荷切削。因此，文獻1所述的方法所生產(chǎn)的產(chǎn)品應用范圍小、性能低等缺點。文獻2中采用了TiC-WC的復式碳化物與WC粉、Co粉通過粉末冶金的方法制備鈦基金屬陶瓷。該方法原料中使用了大量的WC粉末，而WC目前是我國的戰(zhàn)略性資源，預測未來WC的市場價格會不斷攀升，因此，該方法制備的鈦基金屬陶瓷存在原料成本高等缺點。文獻3中采用添加稀土金屬與其它原料混合球磨，但稀土金屬屬于活潑金屬元素，在非真空環(huán)境或者非惰性氣體保護性氣氛下，易被氧化為稀土氧化物。則該專利加入的稀土金屬實為稀土氧化物，一方面，形成稀土氧化物難以混合均勻(微觀化學均勻)；另一方面，有關(guān)文獻表明，以稀土氧化物形式作為添加劑加入原料中，由于其性質(zhì)穩(wěn)定，凈化效果差，從而導致合金質(zhì)量不穩(wěn)定。

縱觀分析文獻1、2、3發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)原料制備的鈦基金屬陶瓷存在產(chǎn)品抗彎強度低、韌性不足、硬度低等一系列缺點。而且早在20世紀60年代初就有相關(guān)學者將稀土元素應用于硬質(zhì)合金刀具材料中，也有理論表明，通過稀土元素的加入能提高硬質(zhì)合金的相關(guān)力學性能，但由于稀土元素添加的方式不同、種類不同、加入量等相關(guān)因素的影響，刀具材料的物理力學性能就有所不同，以稀土金屬形式加入可以大大降低空隙數(shù)量和尺寸，提高合金性能。同時人們的健康環(huán)保意識提高，對產(chǎn)品的健康要求也越來越高，而市場上大部分鈦基金屬陶瓷存在或多或少的鎳元素，不符合健康環(huán)保要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種以鈷相粘結(jié)碳化鈦基耐磨耐腐蝕硬質(zhì)合金代替以鎳粘結(jié)、鈷-鎳粘結(jié)的碳化鈦基硬質(zhì)合金，以稀土金屬形式加入原料中混合球磨制備合金，稀土金屬易被氧化為稀土氧化物。而在真空環(huán)境或者惰性保護性氣氛下制備合金，會極大增加生產(chǎn)成本，不利于批量生產(chǎn)，從而很難達到加入稀土元素改善合金孔隙度、凈化界面的作用。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種以鈷粘結(jié)碳化鈦基耐磨耐腐蝕硬質(zhì)合金，成分與重量百分比為：

組分A：碳化鈦-其它碳化物固溶體即TiC-MC固溶體，65-89wt％；

組分B：Co-稀土金屬合金粉末、Mo、TaC、WC混合粉末，11-35wt％；