[發明專利]非晶晶化制備納米晶WC-Co硬質合金的方法

有效

• 申請號: 201811233704.8
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109175387B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 宋曉艷;彭勇;王海濱;劉雪梅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F3/105;B22F1/00;C22C29/08;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.非晶晶化制備納米晶WC-Co硬質合金的方法，其特征在于，首先制備出三元化合物Co₆W₆C粉末，將制備的Co₆W₆C粉末進行高能球磨得到非晶態的Co₆W₆C粉末，再在放電等離子燒結的條件下，使非晶態Co₆W₆C粉末發生晶化反應，一步生成納米多晶態WC-Co兩相復合粉末，進而進行燒結致密化，最后獲得納米晶組織的致密WC-Co硬質合金塊體材料；具體包含以下步驟：

(1)批量制備出平均粒徑不大于500nm的三元化合物Co₆W₆C粉末，以之為原料，與硬質合金球一起加入硬質合金球磨罐中，每罐中裝入直徑分別為4mm、5mm、8mm和10mm的四種硬質合金磨球，其質量比為2:2:4:2，以氬氣作為保護性氣氛，硬質合金磨球與三元化合物Co₆W₆C的重量比為(18～25)：1，球磨時間為55～70小時，球磨轉速為500～600r/min，球磨后得到非晶態的Co₆W₆C粉末；

(2)對制備的非晶態Co₆W₆C粉末進行碳含量檢測，結合測定的碳含量和反應式Co₆W₆C+5C＝6WC+6Co加入相應的炭黑，使得混合粉末中的碳元素含量為6.00％～6.90wt％；

(3)將步驟(2)所得混合粉末與直徑為8mm的硬質合金磨球一起加入硬質合金球磨罐中，球磨介質為無水乙醇，硬質合金磨球與混合粉末的重量比為(3～5)：1，球磨時間為10～15小時，球磨轉速為250～300r/min，此次球磨后得到碳粉均勻分散的混合粉末；

(4)將步驟(3)所得混合粉末進行干燥后，取一定量裝入熱壓模具中進行預壓，壓力為1～2MPa，隨后將裝有混合粉末的模具放入放電等離子燒結系統中進行晶化反應和燒結致密化，其中壓力為30～40MPa，升溫速率為100～140℃/min，溫度為870～1000℃，保溫時間為2～5min，最后得到物相純凈、平均晶粒尺寸小于100nm的致密WC-Co硬質合金塊體材料。