[發(fā)明專利]一種真空燒結制備的WC-8Ni硬質(zhì)合金

在審

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• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN109652718A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設計）人: 楊晶
• 申請（專利權）人: 楊晶
• 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?Ni硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性，研制了一種真空燒結制備的WC?8Ni硬質(zhì)合金。采用WC粉和Ni粉為原料，對于WC?8%Ni硬質(zhì)合金，最佳的真空燒結溫度為1350℃，在該溫度下燒結試樣無脆性η相形成，具有最高的斷裂韌性及較高的硬度和密度。燒結溫度對WC?Ni合金的性質(zhì)有很大影響，合適的燒結溫度能夠降低硬質(zhì)合金的孔隙率及缺陷，也能夠增強硬質(zhì)合金的力學性能。所制得的真空燒結制備的WC?8Ni硬質(zhì)合金，其硬度、致密化程度、抗彎強度都得到大幅提升。本發(fā)明能夠為制備高性能的WC?Ni硬質(zhì)合金提供一種新的生產(chǎn)工藝。

所屬技術領域

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金材料，尤其涉及一種真空燒結制備的WC-8Ni硬質(zhì)合金。

背景技術

硬質(zhì)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(tǒng)意義上的硬質(zhì)合金是指將具有優(yōu)異物理性能的硬質(zhì)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(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，硬質(zhì)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(zhì)合金的耐腐蝕性能也有了較高的要求。WC-Ni硬質(zhì)合金具有高強度、高硬度、優(yōu)良的耐磨性、耐熱性以及良好的抗腐蝕性等特點，廣泛應用于高壓、高轉(zhuǎn)速、高溫、腐蝕性介質(zhì)等工作環(huán)境。

真空燒結是一種瓷坯在真空條件下燒結的方法，氧化物陶瓷坯體的氣孔中含有的水蒸氣、氫、氧等氣體在燒結過程中借溶解、擴散沿著坯體晶界或通過晶粒可從氣孔中逸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改善WC-Ni硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性，設計了一種真空燒結制備的WC-8Ni硬質(zhì)合金。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

真空燒結制備的WC-8Ni硬質(zhì)合金的制備原料包括：粒徑2-3μm的WC粉和Ni粉。

真空燒結制備的WC-8Ni硬質(zhì)合金的制備步驟為：將原料粉末按照實驗設計方案進行稱量、配料并混合，將混合粉放入球磨機中進行球磨，球磨時間為72h，球料質(zhì)量比為6：1，球磨介質(zhì)為酒精。將球磨后的料漿過濾后進行真空干燥，真空干燥溫度為50℃。隨后將混合料放入過氧化氫溶液中去除Ni粉在球磨過程中產(chǎn)生的氧化皮，并將混合料放入氫氣氣氛的管式爐中進行還原反應，反應溫度為400℃。將經(jīng)過還原反應的混合料加入2%固體石蠟成形混合均勻，然后放入真空干燥爐中進行真空干燥。混合料干燥后放入圓柱形模具中進行壓制成形，壓制設備為液壓機。壓坯先在850℃下、空氣氣氛中進行預處理，隨后在不同溫度下進行真空燒結，保溫2h后爐冷至室溫。

真空燒結制備的WC-8Ni硬質(zhì)合金的檢測步驟為：顯微組織形貌采用HiS480場發(fā)射掃描電鏡觀察，金相組織采用Lei5000M金相顯微鏡觀察，物相組成采用X射線衍射儀分析，密度利用阿基米德原理及AN202電子分析天平測定，顯微硬度采用AVK顯微硬度計測試，斷裂韌性通過壓痕法測定。

所述的真空燒結制備的WC-8Ni硬質(zhì)合金，隨著燒結溫度的提高，硬質(zhì)合金試樣的孔隙率和缺陷不斷減少，η相形成并越來越多，1400℃燒結試樣表面形成了大量脆性η相，使其在冷卻過程中產(chǎn)生大量裂紋。

所述的真空燒結制備的WC-8Ni硬質(zhì)合金，Ni硬質(zhì)合金試樣的密度和硬度均隨著燒結溫度的升高而增加，但在高溫段增加緩慢。試樣的斷裂韌性隨燒結溫度的升高先增大后減小，并在1350℃下達到最高值35MPa·m^1/2。由于脆性η相的形成，1350℃以上燒結試樣的斷裂韌性隨燒結溫度的升高而下降。

所述的真空燒結制備的WC-8Ni硬質(zhì)合金，對于WC-8%Ni硬質(zhì)合金，最佳的真空燒結溫度為1350℃，在該溫度下燒結試樣無脆性η相形成，具有最高的斷裂韌性及較高的硬度和密度。

本發(fā)明的有益效果是：