[發明專利]一種鉻鉬基鋼結硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201711123570.X
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107904476B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 史浩田
• 申請（專利權）人: 邯鄲史威新材料有限公司
• 主分類號: C22C33/02
• 分類號: C22C33/02;C22C38/58;C22C38/44;C22C38/50
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本發明公開了一種鉻鉬基鋼結硬質合金，包括質量百分比為25％?40％的TiC硬質相和質量百分比為75％?60％的粘結相，所述粘結相包括化學成分質量百分比為8.0?10.0％的Mn、2.5?3.5％的Ni、4.0?6.0％的Mo、0.5?1.5％的C、4.0?6.0％的Cr，余量為鐵和不可避免的雜質。一種鉻鉬基鋼結硬質合金的制備方法包括：1)配料；2)濕磨，濕磨時加入20?40％的柱狀研磨體；3)燒結，在1330?1350℃下，保溫40?60min，隨爐冷卻到室溫；4)熱處理，加熱到900?1050℃，保溫1?3小時，進行水冷，然后在200℃下保溫1?2小時進行回火。制備的鋼結硬質合金的抗彎強度≥1900MPa，硬度為65.3?72.3HRC，室溫沖擊韌性為52?64J/cm²，燒結密度為理論密度的98％以上，相對耐磨性為8.54?13.72。

技術領域

本發明屬于鋼結硬質合金及其制備方法技術領域，尤其涉及一種鉻鉬基鋼結硬質合金及其制備方法。

背景技術

鋼結硬質合金是以鋼為粘結相，以難熔金屬碳化物(主要是以碳化鈦、碳化鎢)作為硬質相，用粉末冶金方法制備的一種組合材料。鋼結硬質合金的主要性能介于鋼與硬質合金之間，它兼有兩種材料的特點和長處，是填補它們之間空白的一種新興工程材料。鋼結硬質合金與鋼材相比具有無法比擬的高硬度、高耐磨性和淬透性，同時具有與鋼材相近的機械加工、熱處理和焊接性能。

鋼結硬質合金具有良好的物理機械性能，在硬化狀態下具有很高的硬度，其耐磨性與高鈷硬質合金相當，甚至更高，材料強度和耐沖擊性較一般硬質合金高。這是由于它含有較高的硬質相，同時呈圓形的硬質相晶粒在工作時與工件表面形成滾動摩擦，使其具有高耐磨性和較小的破壞性。鋼結硬質合金還具有較小的比重，較高的比強度、良好的自潤滑性、高阻尼特性與固有的頻率。鋼結硬質合金還具有優異的化學穩定性，具有一定的耐高溫、抗氧化和抗腐蝕性能，其抗腐蝕性主要取決于粘結相的成分。鋼結硬質合金綜合了鋼和硬質合金的特點，構成了自己獨特的綜合性能優勢，這種優異的綜合性能，使的它在工模具材料、耐磨及減震零件、耐高溫及耐腐蝕構件、沖擊及破碎工具、刃具、量卡具等測量儀器，以及國防軍工材料、航海、航空航天材料等對材料比重和綜合性能有特殊要求的領域有著廣闊的應用前景。

現有技術制備鋼結硬質合金時濕磨多是采用球形的研磨體進行研磨，為了提高球磨的效果，減小粉末顆粒的尺寸，需要采用較長的研磨時間，工作效率較低。如果球磨后的顆粒尺寸較大就需要在較高的溫度或較長的時間下燒結，導致硬質相長大，降低燒結材料的力學性能。并且硬質顆粒與粘接相之間的潤濕性很差，導致燒結材料的力學性能和耐磨性能較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種鉻鉬基鋼結硬質合金及其制備方法，解決現有技術中粉末濕磨時研磨效率低、硬質顆粒與粘結相潤濕性差的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種鉻鉬基鋼結硬質合金，包括質量百分比為25％-40％的TiC硬質相和質量百分比為75％-60％的粘結相，所述粘結相包括化學成分質量百分比為8.0-10.0％的Mn、2.5-3.5％的Ni、4.0-6.0％的Mo、0.5-1.5％的C、4.0-6.0％的Cr，余量為鐵和不可避免的雜質。

優選的，所述TiC硬質相的質量百分比為35％，所述粘結相各化學成分質量百分比Mn：9.0％、Ni：3.0％、Mo：5.0％、C：1.0％、Cr：5.0％，余量為鐵和不可避免的雜質。

優選的，所述TiC粉末尺寸為3.0-3.5μm。

優選的，所述粘結相中鎳粉的顆粒尺寸為6-8μm，所述粘結相中其他粉末顆粒尺寸為9-11μm。

一種上述鉻鉬基鋼結硬質合金的制備方法，包括以下具體步驟：

1)配料，根據配比成分或換算后的成分稱取碳化鈦粉、錳鐵粉、鎳粉、鉬粉、石墨粉、碳化鉻粉和鐵粉；