[發明專利]一種硬質合金新型配料

在審

• 申請號: 201710688461.6
• 申請日: 2017-08-12
• 公開（公告）號: CN107312961A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 趙勇;劉和平
• 申請（專利權）人: 湖南天益高技術材料制造有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08
• 代理公司: 湖南省婁底市興婁專利事務所43106
• 代理人: 鄔松生

技術領域

本發明涉及一種新型配料，尤其涉及一種用于制作銑刀、車刀或鉆頭等切削刀具的硬質合金新型配料。

背景技術

目前用于制作刀具（如銑刀、車刀或/和鉆頭等）的硬質合金普遍為碳化鎢-鈷合金，采用高溫燒結方法制作，其原理是利用碳化鎢的高強度性能，把金屬鈷作為粘結劑，使得在所述材料在具備高硬度的同時，又具備一定的柔韌性和抗彎性，用這種硬質合金制作的刀具可以切削普碳鋼、模具鋼、不銹鋼和淬火鋼等，機械性能大幅度提升，使用范圍寬廣，刀具的使用壽命也大幅度延長。

但在切削工具領域內的硬質合金如果是采用鈷作為單質型粘結劑，存在如下明顯的缺陷：①價格昂貴。金屬鈷（Co）是戰略資源；②金屬鈷容易被氧化。鈷在300℃時即被氧化，只用鈷作單質型粘結劑制作的硬質合金刀具在切削不銹鋼等高硬度、高抗拉強度和高延伸率鋼材時，因為粘刀，刀具冷卻性能下降，導致刀具高溫氧化失效或崩刀；③作為單質型粘結劑的金屬鈷存在高溫相變。金屬鈷在溫度高于417℃時，會由密排六方晶體變為面心立體晶體，相變必然導致體積變化，產生內部應力，進一步縮短用單純金屬鈷作為單質型粘結劑的硬質合金刀具的使用壽命；④純金屬鈷作為單質型粘結劑的硬質合金刀具的力學性能不佳，進一步導致刀具冷卻性能不良，使刀具使用壽命下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改善粘結劑性能，提高硬質合金刀具的高溫抗氧化性及顯著提升刀具使用壽命的硬質合金新型配料。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：所述的一種硬質合金新型配料是由碳化鎢和組合型粘結劑組成，以質量比計，碳化鎢：組合型粘結劑=（75～96）：（25～4）。其中所述的組合型粘結劑包括單質金屬鎳、單質金屬鎘、單質金屬鎢/鉬及單質金屬鈷，單質金屬鎳占組合型粘結劑總質量的25～50%、單質金屬鎘占組合型粘結劑總質量的10～20%、單質金屬鎢/鉬占組合型粘結劑總質量的10～20%及單質金屬鈷占組合型粘結劑總質量的20～50%，該組合型粘 結劑各組分的質量百分含量之和為100；

在常溫下，把碳化鎢和組合型粘結劑混合均勻成為硬質合金新型配料。

采用如上技術方案提供的一種硬質合金新型配料與現有技術相比，技術效果在于：

①制作硬質合金所用的粘結劑由單純鈷金屬的單質型粘結劑變為由單質金屬鎳、單質金屬鎘、單質金屬鎢/鉬及單質金屬鈷組成的組合型粘結劑，極大地改善了粘結劑的性能。

②根據不同需要，調整組合型粘結劑同主原料（如碳化鎢陶瓷粉料）的質量配比制作出不同性能的硬質合金。

③硬質合金性能的改善，極大地提高硬質合金刀具的使用壽命，所制的切削刀具不僅可切削普通用鋼，還可切削高硬度鋼及高延伸率鋼，如奧氏體不銹鋼等。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的具體實施方式作進一步的詳細描述。

本發明所述的一種硬質合金新型配料只為制作某一硬質合金提供新型的粘結劑，由單純金屬鈷的單質型粘結劑變為由單質金屬鎳（Ni）、單質金屬鎘（Cd）、單質金屬鎢/鉬（W/Mo)和單質金屬鈷（Co）組成的組合型粘結劑，然后將碳化鎢（WC）和組合型粘結劑混合均勻成為制作硬質合金新型配料。至于如何將此新型配料制作成硬質合金不是本發明專利申請所述的內容，準備另行申請發明專利。

所述一種硬質合金新型配料由碳化鎢和組合型粘結劑組成，以質量比計，碳化鎢：組合型粘結劑=（75～96)：（25～4）。其中碳化鎢的粒徑為微米級，粉狀物，實質上它是一種陶瓷材料，而組合型粘劑包括鎳（Ni）、鎘（Cd）、鎢/鉬（W/Mo）和鈷（Co），它們均為單質金屬，它們的粒徑亦為微米級，粉狀物。將碳化鎢和組合型粘結劑在常溫下混合均勻成為所述的硬質合金新型配料，如有可能送下道工序。

所述的組合型粘結劑包括Ni、Cd、W/Mo和Co，其中Ni的質量百分含量為25～50，Cd的質量百分含量為10～20，W/Mo的質量百分含量為10～20，Co的質量百分含量為20～50，該組合型粘結劑各組分的質量百分含量之和為100。

組合型粘結劑中單質金屬鎳（Ni）的作用在于穩定晶體結構，使鈷不存在高低溫轉變的相變，刀具在切削過程中不產生額外的外加應力，使柔性更好；同時Ni還可以顯著提升刀具的耐腐蝕性。

組合型粘結劑中單質金屬鎘（Cd）的作用在于提升硬質合金的高溫抗氧化性，同時防止晶粒長大，穩定用此硬質合金所制作的刀具在使用過程中的力學性能。

組合型粘結劑中單質金屬鎢/鉬的作用在于提升硬質合金的高溫強度和延伸率。