[發(fā)明專利]一種超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710948793.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN109652712A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳慶寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳慶寶
• 主分類號(hào): C22C29/08
• 分類號(hào): C22C29/08;C22C1/05;B22F1/00
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• 代理人: 暫無信息

為了改善WC?Co硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性，制備了一種超粗晶WC?Co硬質(zhì)合金。采用超粗WC粉、細(xì)WC粉和高純球形鈷粉為原料，活性細(xì)WC粉的添加能夠成功制備出具有優(yōu)異力學(xué)性能的硬質(zhì)合金。活性細(xì)WC粉的添加能夠提高粒料在燒結(jié)過程中的燒結(jié)活性，并且抑制在燒結(jié)過程中WC晶粒的溶解而導(dǎo)致的粒徑變小。活性細(xì)WC粉在燒結(jié)過程中的作用防止了硬質(zhì)合金經(jīng)過燒結(jié)后力學(xué)性能不理想這一情況的發(fā)生。所制得的超粗晶WC?Co硬質(zhì)合金，其硬度、致密化程度、抗彎強(qiáng)度都得到大幅提升。本發(fā)明能夠?yàn)橹苽涓咝阅艿腤C?Co硬質(zhì)合金提供一種新的生產(chǎn)工藝。

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金材料，尤其涉及一種超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金。

背景技術(shù)

硬質(zhì)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(fù)合材料。WC-Co硬質(zhì)合金兼具良好的韌性、硬度、耐磨性等綜合性能，被廣泛應(yīng)用于礦用、切削、模具等各個(gè)領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的重要材料。WC-Co硬質(zhì)合金被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”，如何有針對(duì)性的依用途研究或開發(fā)高性能材料是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近些年來，人們不斷地致力于改善硬質(zhì)合金的綜合性能，除超細(xì)/納米晶外，還有高溫中粗晶粒硬質(zhì)合金、板狀晶硬質(zhì)合金等。

按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《硬質(zhì)合金顯微組織金相測(cè)定：第2部分碳化鎢晶粒尺寸的測(cè)量》規(guī)定，超粗晶硬質(zhì)合金是指WC截線晶粒度大于5.8μm的硬質(zhì)合金。超粗硬質(zhì)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(yīng)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(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改善WC-Co硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性，設(shè)計(jì)了一種超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金的制備原料包括：超粗WC粉、細(xì)WC粉和高純球形鈷粉。

超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金的制備步驟為：將原始粉末按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案稱重、配料，配好后倒入硬質(zhì)合金球磨罐中進(jìn)行濕磨，球磨介質(zhì)為無水酒精，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為70r/min，球料比為8：1，球磨時(shí)間為72h。球磨結(jié)束后，將制得的粒料進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為50min，干燥溫度為40℃，隨后加入石蠟作為成形劑進(jìn)行制粒。將制好的粉末加至成形設(shè)備中進(jìn)行壓制成形，壓制壓力為180MPa。將制好的壓坯放入真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450℃，保溫時(shí)間為90min。

超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金的檢測(cè)步驟為：抗彎強(qiáng)度測(cè)試采用INS186電子萬能試驗(yàn)機(jī)，微觀形貌分析采用Quanta200G掃描電子顯微鏡，物相分析利用能譜儀(EDS)及旋轉(zhuǎn)陽極X射線衍射儀，抗壓強(qiáng)度采用CDT305壓機(jī)，熱導(dǎo)率采用FA457激光閃點(diǎn)熱導(dǎo)儀。

所述的超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金，活性細(xì)WC粉的添加能夠成功制備出具有優(yōu)異力學(xué)性能的硬質(zhì)合金。活性細(xì)WC粉的添加能夠提高粒料在燒結(jié)過程中的燒結(jié)活性，并且抑制在燒結(jié)過程中WC晶粒的溶解而導(dǎo)致的粒徑變小。活性細(xì)WC粉在燒結(jié)過程中的作用防止了硬質(zhì)合金經(jīng)過燒結(jié)后力學(xué)性能不理想這一情況的發(fā)生。

所述的超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金，添加活性細(xì)WC粉大大提高了硬質(zhì)合金的矯頑磁力、抗彎強(qiáng)度和耐磨性。制得的硬質(zhì)合金的力學(xué)性能好壞與鈷含量也有很大關(guān)系，硬質(zhì)合金中的鈷含量越多，硬紙合金的熱導(dǎo)率和斷裂韌性越高。當(dāng)鈷含量達(dá)到一定值時(shí)，熱導(dǎo)率隨著鈷含量的增加而降低，而斷裂韌性則隨著鈷含量的增加而增加。

所述的超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金，添加活性細(xì)WC粉后，硬質(zhì)合金的熱導(dǎo)率、斷裂韌性、硬度等其他力學(xué)性能約為同樣鈷含量的細(xì)晶硬質(zhì)合金的力學(xué)性能的兩倍以上。可見，制得的硬質(zhì)合金的性能提升幅度是巨大的。

本發(fā)明的有益效果是：