[發明專利]一種SPS燒結WC-6Co的硬質合金

在審

• 申請號: 201710948797.1
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN109652715A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 牛金生
• 申請（專利權）人: 牛金生
• 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?Co的硬質合金的硬度、耐磨性，研制了一種SPS燒結WC?6Co的硬質合金。采用具有空心球結構、平均粒徑為30μm、球壁厚為1.8μm的WC?6Co復合粉為原料，制備具有最優性能硬質合金的工藝參數為：燒結溫度1250℃、保溫時間5min、燒結壓力50MPa。此時制得的合金樣品顯微組織均勻，密度、硬度和斷裂韌性等性能良好。所制得的SPS燒結WC?6Co的硬質合金，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?6Co的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SPS燒結WC-6Co的硬質合金。

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。WC-Co硬質合金因其具有高硬度、高耐磨性、優良的韌性及其諸多優異的力學性能而被廣泛應用與各行各業，且被譽為“工業的牙齒”。硬度、耐磨性及強度既是作為衡量WC-Co硬質合金好壞的重要技術指標，也是WC-Co硬質合金優于其他材料的根本。因此，提升WC-Co硬質合金的硬度、強度和耐磨性成為了WC-Co硬質合金研究領域的重中之重。

放電等離子燒結（Spark Plasma Sintering，簡稱SPS）又稱“等離子活化燒結”（Plasma Etivated Sintering，簡稱PAS）是制備功能材料的一種全新技術，它具有升溫速度快、燒結時間短、組織結構可控、節能環保等鮮明特點，可用來制備金屬材料、陶瓷材料、復合材料，也可用來制備納米塊體材料、非晶塊體材料、梯度材料等。

發明內容

本發明的目的是為了改善WC-Co的硬質合金的硬度、耐磨性，設計了一種SPS燒結WC-6Co的硬質合金。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

SPS燒結WC-6Co的硬質合金的制備原料包括：具有空心球結構、平均粒徑為30μm、球壁厚為1.8μm的WC-6Co復合粉。

SPS燒結WC-6Co的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，配好后倒入球磨罐中進行球磨，球磨介質為直徑30mm的鋼化球，球磨機轉速為70r/min，球料比為7：1，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60min，干燥溫度為50℃，隨后加入成形劑進行制粒。將制好的壓坯置于石墨模具中，放入SPS燒結爐中進行燒結，燒結溫度為1360℃，燒結壓力為50MPa,保溫時間為90min。

SPS燒結WC-6Co的硬質合金的檢測步驟為：顯微組織觀察采用JSM-7001E型場發射掃描電鏡，密度采用阿基米德原理測定，鈷磁含量采用全自動鈷磁測量儀測定，矯頑磁力采用數字式矯頑磁力計測定，維氏硬度采用維氏硬度計測定，洛氏硬度采用洛氏硬度計測定。

所述的SPS燒結WC-6Co的硬質合金，制備具有最優性能硬質合金的工藝參數為：燒結溫度1250℃、保溫時間5min、燒結壓力50MPa。此時制得的合金樣品顯微組織均勻，密度、硬度和斷裂韌性等性能良好。

所述的SPS燒結WC-6Co的硬質合金，當燒結溫度升高時，合金的致密度和硬度會隨著燒結溫度的升高而增大。當保溫時間延長時，合金的密度會隨著保溫時間的延長而升高。當燒結壓力升高時，合金的密度也會隨著燒結壓力的增大而增大。

所述的SPS燒結WC-6Co的硬質合金，燒結溫度和保溫時間并不是越長越好，當保溫時間太長時，會導致硬質合金內部的晶粒發生長大現象。導致硬質合金的力學性能下降。

本發明的有益效果是：