[發明專利]一種含η相粉末的WC-10Co硬質合金

在審

• 申請號: 201710948794.8
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN109652713A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 吳慶寶
• 申請（專利權）人: 吳慶寶
• 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，制備了一種含η相粉末的WC?10Co硬質合金。采用Co粉、W粉及炭黑為原料，混合粉末的成功制備使得制得的硬質合金具有非常均勻的內部結構及致密化程度，在燒結工藝結束之后，硬質合金內部出現了呈板狀的WC晶粒。板狀晶粒能夠增強物相之間的界面強度，使硬質合金的性能得到提升。板狀的WC晶粒能夠使硬質合金具有跟均勻的內部結構，提升硬質合金的致密度、硬度、強度及斷裂韌性。所制得的含η相粉末的WC?10Co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，尤其涉及一種含η相粉末的WC-10Co硬質合金。

背景技術

硬質合金是由1種或多種高硬度、高模量的間隙化合物(通常是WC與過渡金屬Fe、Co、Ni或其合金)組成的復合材料，WC-Co硬質合金兼具良好的韌性、硬度、耐磨性等綜合性能，被廣泛應用于礦用、切削、模具等各個領域，已成為現代社會不可缺少的重要材料。WC-Co硬質合金被譽為“工業的牙齒”，如何有針對性地依用途研究或開發高性能材料是該領域的研究熱點。

η相作為1種脆性相，基于Ni3Ti成分的一種金屬間化合物相，為密排六方有序相。其組成固定，不易固溶其他元素。形態有兩種：晶界胞狀和晶內片狀或魏氏體狀。出現η相合金的強度有所下降。

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，設計了一種含η相粉末的WC-10Co硬質合金。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

含η相粉末的WC-10Co硬質合金的制備原料包括： Fsss粒度為1.17μm的Co粉、Fsss粒度為2μm的W粉及炭黑。

含η相粉末的WC-10Co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，配好后倒入行星球磨機中進行球磨，球磨介質為酒精，球磨機轉速為190r/min，球料比為8：1，球磨時間為32h。球磨結束后，將制得的粒料經水浴摻蠟后進行真空干燥，干燥時間為60min，干燥溫度為45℃，隨后加入加至液壓機中進行壓制成形。將制好的壓坯脫脂后置于石墨舟皿上，放入真空氣壓爐中進行燒結，燒結溫度為1460℃，保溫時間為90min。

含η相粉末的WC-10Co硬質合金的檢測步驟為：粉末形貌觀察采用JSM-6360LV掃描電子顯微鏡，粉末粒度大小采用Mastersizer2000激光粒度，顯微組織采用Quanta250掃描電子顯微鏡，利用Rigaku，物相分析采用D/max50X射線衍射儀，密度測量采用阿基米德排水法，硬度采用HTV30洛氏硬度試樣機， 抗彎強度采用Instron3369材料力學試樣機，斷裂韌性采用HVS50型數顯維氏硬度計。

所述的含η相粉末的WC-10Co硬質合金，η相粉末能夠抑制燒結過程中WC晶粒的長大，使硬質合金的力學性能得到提高。η相粉末抑制WC晶粒長大的原因η相發生的碳化反應。η相發生的碳化反應開始于900～1050℃之間，結束于1175～1350℃之間。η相碳化反應得到的WC孿晶是板狀WC晶粒的來源，且碳化反應速度是制約WC孿晶形貌的關鍵因素。

所述的含η相粉末的WC-10Co硬質合金，混合粉末的成功制備使得制得的硬質合金具有非常均勻的內部結構及致密化程度，在燒結工藝結束之后，硬質合金內部出現了呈板狀的WC晶粒。板狀晶粒能夠增強物相之間的界面強度，使硬質合金的性能得到提升。

所述的含η相粉末的WC-10Co硬質合金，η相粉末的加入量對硬質合金的性能也有很大影響，η相粉末添加量增大時，板狀WC晶粒的數量也會隨著η相粉末添加量的增大而增多。η相粉末進行球磨的時間越長，板狀WC晶粒的分布就越均勻。