[發明專利]一種雙晶硬質合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201911414992.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111187960A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 龍堅戰;陸必志
• 申請（專利權）人: 株洲硬質合金集團有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發明公開了一種雙晶硬質合金，其包括粒度為1.6～2.0μm和5～10μm的碳化鎢晶粒。以碳化鎢晶粒的總重量為100％計，粒度為1.6～2.0μm的碳化鎢晶粒的含量為60?80wt％，余量為粒度為5～10μm的碳化鎢晶粒。本發明雙晶硬質合金的制備方法，包括如下步驟：S1.對粒度為10?20μm的第一碳化鎢粉末進行研磨處理，得到第一物料；S2.將第一物料、粒度為3?7μm的第二碳化鎢粉末和鈷粉混合進行研磨處理，得到混合料；S3.將所述混合料制粒、壓制、燒結，制得所述雙晶硬質合金。本發明的雙晶硬質合金能夠滿足機械加工、模具制造等方面的使用要求，解決了粗晶WC–Co硬質合金的高斷裂韌性與高硬度難以同時存在的矛盾問題。

技術領域

本發明涉及一種雙晶硬質合金及其制備方法，屬于硬質合金技術領域。

背景技術

為了滿足機械加工、模具制造等的使用方面的要求，解決粗晶WC–Co硬質合金的高斷裂韌性與高硬度難以同時存在的矛盾，往往采用雙晶硬質合金來解決這一矛盾，即通過粗顆粒WC保證合金的韌性，細顆粒WC保證合金的耐磨性來獲得綜合性能優異的粗晶WC–Co硬質合金。如中國申請專利―一種硬質合金材料的制備方法”(申請公布號CN102071347A，申請公布日2011年5月25日)公開了一種硬質合金材料的制造方法。包括如下步驟，(1)取如下重量百分比的原料物質，10-15微米顆粒的復合硬質相碳化鎢粉10-20％、5-10微米顆粒的復合硬質相碳化鎢粉20-30％、1.0-1.5微米顆粒的復合硬質相碳化鎢粉20-30％、碳化鉻粉1.5-2％、鈷粉25-30％；(2)將所述原料物質按配比混合，研磨，壓制成型，然后在1500-1600℃條件下保溫30分鐘，得所述硬質合金材料。本發明簡單可靠，生產的硬質合金材料是一種同時具備耐磨又耐沖擊且質量穩定的雙晶耐腐蝕的硬質合金材料。

該專利涉及到三種不同粒度的復合硬質相碳化鎢粉末同時加入混合料中進行球磨。因粗顆粒WC粉末在球磨過程中更容易細化，最終造成合金中粗細WC晶粒比例難以控制，從而難以獲得設計所需的雙晶結構硬質合金。

再如中國申請專利―一種雙晶結構的硬質合金制備方法”(申請公告號CN102433484A，申請公布日2012年5月2日)公開了一種雙晶結構的硬質合金制備方法，它涉及硬質合金材料技術領域。它的制備方法為：1、將粗顆粒與細顆粒碳化鎢加入混合料中；2、預球磨：將鈷粉與鈦元素與細顆粒碳化鎢裝入球磨機中，加入分散劑，以酒精做為混合料介質；研磨用合金球裝入球磨機中；鈦元素以固溶體形式加入；3、二次裝料球磨；4、將混合均勻的混合料干燥、造粒、合金刀片壓制成型；5、將壓坯在壓力燒結爐內燒結，并加以壓力進行燒結，得到碳化鎢晶粒均勻分布組織結構。它能提高合金的斷裂韌性，有助于提高合金的硬度，使用壽命高出傳統材料0.5～1倍。

該專利先將重量百分比為9～11％鈷粉與重量百分比為4.56％鈦元素與細顆粒碳化鎢裝入球磨機進行預磨。合金中粗細WC顆粒通過二次裝料球磨控制碳化鎢晶粒呈雙晶結構。得到具有0.8～1.0μm與1.6～2.0μm碳化鎢晶粒均勻分布組織結構，其中原料粗顆粒碳化鎢(WC)平均粒度為：6～25μm，細顆粒碳化鎢平均粒度為：1.0～1.4μm。WC原料制備過程中碳化過程由于是固相反應，當WC粗顆粒原料費氏粒度大于10μm以后，WC粉末原料中容易形成WC晶粒團聚和W₂C相，因此在制備粗顆粒WC晶粒更粗的雙晶硬質合金時，根據現有技術，采用先預磨細顆粒，然后添加粗顆粒的二次裝料球磨方法制備的雙晶結構硬質合金，其粗晶WC存在較多的缺陷，同時，由于團聚的原因，在合金中很容易產生WC晶粒的聚集，造成合金性能的降低。