[發(fā)明專利]一種以添加Co粉的納米WC-6Co復(fù)合粉末為原料制備超細硬質(zhì)合金的方法

有效

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• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108165861B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱二濤;張久興;楊新宇
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;C22C1/10;B22F3/20;B22F3/14;B22F9/04
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發(fā)明公開了一種以添加Co粉的納米WC?6Co復(fù)合粉末為原料制備超細硬質(zhì)合金的方法，其是以納米WC?6Co復(fù)合粉末為原材料，添加Co粉、抑制劑和石蠟，經(jīng)酒精濕磨、噴霧造粒，獲得Co含量在8～15％的硬質(zhì)合金混合料；然后以該硬質(zhì)合金混合料為原料，經(jīng)摻成型劑捏合、擠壓成型、毛坯干燥、壓力燒結(jié)各工序，制得超細硬質(zhì)合金棒材。通過本發(fā)明方法制備的超細硬質(zhì)合金強度高、硬度高、密度高、WC晶粒小，粒度均勻，合金抵抗塑性變形能力強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種超細硬質(zhì)合金棒材的制備方法，是一種采用納米WC-Co復(fù)合粉末為原材料，添加金屬Co粉末，制備高強度、高硬度超細硬質(zhì)合金棒材的方法。采用該方法制備的高強度、高硬度超細硬質(zhì)合金棒材可加工成鉆頭或銑刀，應(yīng)用于熱處理≥HRC65不銹鋼材料、印刷電路板(PCB)、鋁合金、石墨、非鐵金屬及碳纖維強化塑料等。

背景技術(shù)

為了滿足3C產(chǎn)品高度集成化、輕薄化、微型化、抗摔撞、電磁屏蔽、散熱等要求，同時，3C產(chǎn)品的主板(PCB)的層數(shù)越來越多，PCB微小孔的直徑越來越小，相對應(yīng)微孔的厚徑比越來越大，布線密度越來越密，對PCB孔質(zhì)量提出了更高和更嚴的要求，3C產(chǎn)品的外殼材料由ABB、PC不斷向高端鋁合金、鈦合金、不銹鋼、玻璃、陶瓷材料發(fā)展和應(yīng)用。并伴隨著先進制造系統(tǒng)、高速切削、超精密加工、綠色制造的發(fā)展，促使刀具材料朝著高強度、高硬度的硬質(zhì)合金方向發(fā)展。

要想制備高強度、高硬度硬質(zhì)合金，首先要制取納米、均勻的WC粉末或WC-Co復(fù)合粉末作為原材料。傳統(tǒng)工藝制備WC粉末，是把W粉與C粉混合后在1400～1600℃固相反應(yīng)生成。研究表明，傳統(tǒng)WC粉末的制備方法所制備的合金晶粒度不會小于原始粉末的晶粒尺寸，且工藝流程長、組元分布不均勻、球磨引起晶格畸變、晶粒不均勻長大、質(zhì)量不易控制等。不少專家學者提出納米WC-Co復(fù)合粉末的生產(chǎn)方法，目前較成熟和先進的技術(shù)有噴霧轉(zhuǎn)換法(即熱化學合成法)，其是以鎢鹽(偏鎢酸銨[(NH4)₆(H₂W₁₂O₄₀)·4H₂O]或鎢酸[H₂WO₄])、鈷鹽(氯化鈷[CoCl₂]或醋酸鈷[Co(CH₃COO)₂])、碳源(葡萄糖[C₆H₁₂O₆]或淀粉)或碳化還原通入含碳氣氛(CO、CO₂、CH₄、C₂H₂)制備出WC-Co復(fù)合粉末。目前，采用噴霧轉(zhuǎn)化-熱化學合成的方法制備納米WC-Co復(fù)合粉末已實現(xiàn)工業(yè)化、批量化生產(chǎn)，但直接以納米WC-Co復(fù)合粉末為原材料制備的超細硬質(zhì)合金硬度較高、強度偏低，僅限于在耐磨材料、特殊加工領(lǐng)域應(yīng)用。分析原因主要是WC-Co復(fù)合粉末W、Co分子級均勻分布，Co包覆在W/WC原子表面，Co金屬分散性好、Co含量低、Co層薄，燒結(jié)過程中Co易揮發(fā)、不易流動，導致合金中孔洞不能填充，WC晶粒之間粘結(jié)度變差，合金在外部作用力下，容易斷裂。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有以納米WC-Co復(fù)合粉末制備的硬質(zhì)合金強度低的問題，本發(fā)明提供了一種以添加Co粉的WC-6Co復(fù)合粉末為原料制備超細硬質(zhì)合金的方法，旨在獲得高強度、高硬度、高致密度的硬質(zhì)合金棒材。

本發(fā)明為實現(xiàn)發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明以添加Co粉的納米WC-6Co復(fù)合粉末為原料制備超細硬質(zhì)合金的方法，其特點在于：是以納米WC-6Co復(fù)合粉末為原材料，添加Co粉、抑制劑和石蠟，經(jīng)酒精濕磨，噴霧造粒，獲得Co含量在8～15％的硬質(zhì)合金混合料；然后以所述硬質(zhì)合金混合料為原料，經(jīng)摻成型劑捏合、擠壓成型、毛坯干燥、壓力燒結(jié)各工序，制得超細硬質(zhì)合金棒材。具體包括以下步驟：

1)配料酒精濕磨

取Co包覆WC晶粒度≤200nm、Co質(zhì)量含量在6％的納米WC-6Co復(fù)合粉末；