[發明專利]一種WC-Co超粗硬質合金

在審

• 申請號: 201710948349.1
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN109652703A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 吳麗娜
• 申請（專利權）人: 吳麗娜
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;B22F1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為了改善WC?Co硬質合金的硬度、耐磨性，制備了一種WC?Co超粗硬質合金。采用WC粉末、CoCl₂·6H₂O、(NH₄)₂C₂O₄·H₂O為原料，一步還原法制備的WC?Co混合粉末晶粒細小，Co粉呈樹枝狀包裹在WC粉末表面。WC?Co混合粉末能夠使硬質合金內部具有更均勻的組織結構，更完整的WC晶粒，這是硬質合金力學性能提升的關鍵。所制得的WC?Co超粗硬質合金，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?Co超粗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-Co超粗硬質合金。

背景技術

硬質合金是由一種或多種高硬度、高模量的間隙化合物與過渡族金屬或其合金組成的復合材料。硬質合金優于其他金屬材料之處就在于其具有非常高的硬度、強度及較好的耐磨性。按照國際標準《硬質合金顯微組織金相測定：第2部分碳化鎢晶粒尺寸的測量》規定，超粗晶硬質合金是指WC截線晶粒度大于6.0μm的硬質合金。超粗硬質合金具有較高的紅硬性及良好的抗熱疲勞、抗熱沖擊性能，廣泛應用于極端工況條件下的采礦、挖路及沖壓模、冷鐓模、軋輥等領域。

粗晶合金的設計結構原理是：WC晶粒粗，比表面積小，使合金中鈷層增厚，從而提高合金的沖擊韌性。合金中鈷含量的減少，合金中WC含量的增加，提高合金的耐磨性。低鈷粗晶合金的綜合作用使得合金的韌性好，耐磨性高。目前在超粗晶硬質合金的制備過程中，得到所需晶粒尺寸的超粗晶硬質合金是件非常困難的工作。

發明內容

本發明的目的是為了改善WC-Co硬質合金的硬度、耐磨性，設計了一種WC-Co超粗硬質合金。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

WC-Co超粗硬質合金的制備原料包括：費氏粒度為4.1μm、含碳量為6.13%的WC粉末，純度≥99.0%的CoCl₂·6H₂O，純度≥99.5% 的(NH₄)₂C₂O₄·H₂O。

WC-Co超粗硬質合金的制備步驟為：將原始粉末按實驗設計方案稱重、配料，配好后倒入硬質合金球磨罐中進行濕磨，球磨介質為直徑8mm的硬質合金球，球磨機轉速為60r/min，球磨時間為48h。球磨結束后，將制得的粒料進行真空干燥，干燥時間為50min，干燥溫度為40℃。將制好的粉末加至單柱液壓機中進行壓制成形，壓制壓力為230MPa。將制好的壓坯放入低壓燒結中進行燒結，燒結溫度為1500℃，保溫時間為120min。

WC-Co超粗硬質合金的檢測步驟為：顯微形貌觀察使用Quanta0掃描電鏡，物相組成分析使用D/max25X射線衍射儀，鈷磁含量使用Z30鈷磁測量儀，矯頑磁力使用ZD40矯頑磁力自動測量儀，硬度使用500MRA洛氏硬度計，密度使用FA1104J電子天平，斷裂韌性和抗彎強度使用Instron3369萬能力學試驗機。

所述的WC-Co超粗硬質合金，一步還原法制備的WC-Co混合粉末晶粒細小，Co粉呈樹枝狀包裹在WC粉末表面。

所述的WC-Co超粗硬質合金，WC-Co混合粉末制備的WC-8Co超粗硬質合金具有更加均勻的組織結構、更優異的力學性能。硬質合金內部的晶粒尺寸約為9.7μm，密度為14.63g·cm^-3，硬度為87.6HRA，抗彎強度2438MPa，斷裂韌性20.92MPa·m^1/2。

所述的WC-Co超粗硬質合金，WC-Co混合粉末制備的WC-8Co超粗硬質合金中WC晶粒發育完整，沒有缺陷產生。

本發明的有益效果是：