[發明專利]一種VC、TiC增強無粘結相WC基硬質合金性能的方法

有效

• 申請號: 201710535609.2
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107459353B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 李長生;陳林波;華國民;張帥;李劍鋒
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56;C04B35/626;C04B35/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種VC、TiC增強無粘結相WC基硬質合金性能的方法，步驟如下：a)VC、TiC以等摩爾比的方式加入WC基體中，加料、混料過程中不可避免地會混入極少量雜質；b)利用高能球磨方法制備(W,Ti,V)C顆粒；c)將(W,Ti,V)C顆粒壓制成型后直接燒結，VC、TiC在燒結過程中抑制硬質相顆粒的長大，細化晶粒，增強力學性能。本發明對無粘結相WC基硬質合金的性能改善明顯，制得無粘結相WC基硬質合金不論是硬度還是斷裂韌性均較未添加VC、TiC的硬質合金有較大提升，且工藝簡單、可操作性強，成本較低。

技術領域

本發明涉及粉末冶金及硬質合金技術領域，具體是指一種VC、TiC增強無粘結相WC基硬質合金性能的方法。

背景技術

無粘結相硬質合金一種新型硬質合金，與傳統WC-Co硬質合金相比有著更好的拋光性、更高的硬度、抗變形性及耐腐蝕性。目前，無粘結相硬質合金的研究方向主要有兩個，一個是純WC無粘結相硬質合金，另一個是含有WC與其他金屬碳化物的復合式無粘結相硬質合金。

然而，WC熔點高達2900℃，在沒有粘結相存在的條件下，利用傳統燒結方法難以獲得致密的無粘結相硬質合金。國內外大量研究表明使用更細的WC粉末可以在較低的溫度條件下獲得純WC的致密燒結體。但是，更細WC晶粒也容易導致結晶粒的異常生長，添加VC、TiC等粒徑抑制劑可有效抑制WC晶粒生長，從而得到性能優異的無粘結相硬質合金。但由于TiC的韌性較低，燒結體的韌性會隨著TiC含量的增加而減少，因此，尋求合適的WC、VC、TiC加入量是目前研究的熱點。

利用本發明調控VC、TiC的加入量，生產出的硬質合金性能優異，無論是硬度還是韌性都較未添加VC、TiC的無粘結相WC-VC-TiC硬質合金提升明顯。

發明內容

本發明在于在操作簡單和相對低廉的成本的基礎上，提供一種VC、TiC增強無粘結相WC基硬質合金性能的方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種VC、TiC增強無粘結相WC基硬質合金性能的方法，步驟如下：

a)VC、TiC以等摩爾比的方式加入WC基體中，加料、混料過程中不可避免地會混入極少量雜質；

b)利用高能球磨方法制備(W,Ti,V)C顆粒；

c)將(W,Ti,V)C顆粒壓制成型后直接燒結，VC、TiC在燒結過程中抑制硬質相顆粒的長大，細化晶粒，增強力學性能。

所述無粘結相WC基硬質合金制作步驟為：

步驟1、物料混合：將WC、VC、TiC粉末按設計比例混合，且使VC、TiC的摩爾百分比相等，再加入粉末總質量的0.5％～1.5％的成型劑；

步驟2、球磨混料：濕磨，以乙醇或丙酮為介質，并采取惰性氣氛保護；具體如下：將混合好的物料加入球磨罐中，將混合料與磨球按照球料比10-15:1混合(磨球為YG8硬質合金球)，按照每千克料加入800-1200ml乙醇或丙酮。密封球磨罐，先抽真空然后充入氬氣，再抽真空后充入氬氣，如此重復多次，然后以200rpm-400rpm的轉速球磨24-72小時；

步驟3、粉末干燥及壓制成型：將步驟2球磨后的粉末干燥后，以40～60MPa壓力壓制成型，保壓；

步驟4、燒結：將步驟3制好的壓坯先加熱至300～600℃脫除成型劑，再加熱至1600℃-1700℃燒結，并采取惰性氣氛保護；具體如下：將步驟(3)制好的壓坯放置于燒結爐中，通氬氣燒結，先加熱至300～600℃保溫20-35min脫除聚乙二醇粘結劑，再1600℃-1700℃保溫50-70分鐘，最后隨爐冷卻至室溫，則制得無粘結相WC-VC-TiC硬質合金。

所述成型劑為聚乙二醇。

有益效果：