[發明專利]一種WC-15Ni高性能無磁硬質合金

在審

• 申請號: 201710948255.4
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN109652696A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 楊曉東
• 申請（專利權）人: 楊曉東
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為了改善WC?Ni硬質合金的硬度、耐磨性，研制了一種WC?15Ni高性能無磁硬質合金。采用WC粉、電解Ni粉、Cr₃C₂粉、碳黑為原料，碳元素的添加能夠提升硬質合金的力學性能。其作用機理為能夠抑制燒結過程中硬質合金晶粒的長大，使制得的硬質合金具有均勻的物相組成且缺陷較少。碳元素添加量為7%時，顯微組織無缺陷，性能優異，平均橫向斷裂強度達到3300MPa。所制得的WC?15Ni高性能無磁硬質合金，其硬度、致密化程度、抗彎強度都得到大幅提升。本發明能夠為制備高性能的WC?Ni硬質合金提供一種新的生產工藝。

所屬技術領域

本發明涉及一種硬質合金材料，尤其涉及一種WC-15Ni高性能無磁硬質合金。

背景技術

硬質合金是一種具有高硬度、高強度、高韌性的工具材料，在切削刀具和軸承等摩擦磨損較嚴重的場合應用較多。傳統意義上的硬質合金是指將具有優異物理性能的硬質相WC顆粒嵌入低熔點的粘結相Co中，通過粉末冶金方法制備所得到的合金材料。然而，隨著現代工業的發展，硬質合金的應用范圍正在不斷擴大，除了對硬度和強度之外，對硬質合金的耐腐蝕性能也有了較高的要求。常見WC-Co系硬質合金中粘結相Co易受化學介質侵蝕，使碳化物組成的硬質相骨架結構脆弱，在磨擦作用下硬質相晶粒剝落，加劇磨蝕、磨損。WC-Ni系無磁硬質合金耐蝕性好，主要原因來自Ni的耐蝕性。

無磁合金，是指沒有磁性或者弱磁性的硬質合金材料。由于生產磁性材料的成型模具要求采用無磁性的材料，以往一直用無磁鋼，其模具性能較差，硬度低，使用壽命短，而且使用一段時間過后模具內壁嚴重拉毛、變形等，進而影響磁性材料的尺寸精度和表面質量。而今采用無磁硬質合金，以其優異的性能代替無磁鋼可以成倍的提高工作效率。

發明內容

本發明的目的是為了改善WC-Ni硬質合金的硬度、耐磨性，設計了一種WC-15Ni高性能無磁硬質合金。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

WC-15Ni高性能無磁硬質合金的制備原料包括：平均粒度為0.6μm的WC粉、電解Ni粉、Cr₃C₂粉、碳黑。

WC-15Ni高性能無磁硬質合金的制備步驟為：將原料粉末按實驗設計方案進行稱量、配料，然后與成形劑石蠟、球磨介質無水酒精一起加入到50L球磨罐中，球料比為1:3，球磨時間為48H。將球磨后的粒料進行干燥、過篩，然后造粒后制得混合料。混合料經模壓成形、冷等靜壓密度均勻化、真空燒結、熱等靜壓處理、機加工，制備出測試試樣和密封環成品。真空燒結溫度1400℃，保溫時間1H；熱等靜壓處理溫度1400℃，壓力150MPa，保溫時間2H。

WC-15Ni高性能無磁硬質合金的檢測步驟為：孔隙度采用金相顯微鏡觀察，顯微組織采用掃描電鏡觀察，元素分布采用所帶能譜儀檢測，密度采用阿基米德排水法測定，橫向斷裂強度采用三點彎曲法測量，硬度采用洛氏硬度計測量，矯頑磁力采用矯頑磁力儀定。

所述的WC-15Ni高性能無磁硬質合金，碳元素的添加能夠提升硬質合金的力學性能。其作用機理為能夠抑制燒結過程中硬質合金晶粒的長大，使制得的硬質合金具有均勻的物相組成且缺陷較少。碳元素添加量為7%時，顯微組織無缺陷，性能優異，平均橫向斷裂強度達到3300MPa。

所述的WC-15Ni高性能無磁硬質合金，碳元素添加量合適的試樣真空燒結后再熱等靜壓處理，橫向斷裂強度進一步提高，增幅接近50%，而且性能更趨穩定。

本發明的有益效果是：