[發明專利]一種異型均質超細晶碳化鎢陶瓷制品的近成形制備方法

在審

• 申請號: 202010312069.3
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN113526958A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張懷龍;姜志瑜
• 申請（專利權）人: 浙江一火科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/64;B28B3/00
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本發明本粉末冶金硬質合金技術領域，具體涉及一種異型均質超細晶碳化鎢陶瓷制品的近成形制備方法。其方案是，(1)制作相應的成形模具；(2)將碳化鎢陶瓷粉末造粒顆粒置入模具中壓制成形為生坯；(3)然后將生坯進行表面封孔處理，封孔處理后用高分子薄膜進行真空覆膜；(4)再對封孔處理和真空覆膜后生坯進行冷等靜壓均質處理，消除生坯密度梯度；(5)去除表面乳膠薄膜和封孔劑；(6)低真空高溫燒結。本發明采用壓制成形后生坯表面封孔并覆膜包膠，再進行等靜壓處理消除壓制生坯內部密度梯度，提高生坯密度，減少燒結致密化阻礙因素，通過高溫高真空燒結制得具有異型特征，適于工業生產。

技術領域

本發明涉及粉末冶金硬質合金技術領域，具體涉及一種異型均質超細晶碳化鎢陶瓷制品的近成形制備方法。

背景技術

碳化鎢陶瓷又稱無粘結相硬質合金，是指Co/Ni等粘結相含量低于0.5％的純碳化鎢或碳化鎢與其他碳化物/硼化物/氧化物組成的硬質合金材料。無粘結相硬質合金具有超高耐磨性和抗高溫變形性，加之碳化鎢本身的耐腐蝕性，非常適用于超高壓水切割砂管、超高壓噴嘴、高耐磨性密封圈/閥芯、電子封裝材料、重負載滑動密封耐磨件、高表面拋光質量光學鏡片模具、切削刀具等要求高精度、高硬度、高抗變形性及高耐腐蝕性環境領域。與傳統WC-Co/Ni硬質合金相比，為防止晶粒長大和金屬粘結相的加入造成合金硬度下降，碳化鎢陶瓷材料高溫下可與碳形成固溶體的金屬粘結相(起到燒結助劑作用)含量極少，導致碳化鎢陶瓷制品收縮致密化條件極為嚴苛，組織均勻化極為困難。公開號為CN108411137A的中國發明專利申請公開了一種超細晶碳化鎢硬質合金的制備方法，其方案是包括如下步驟：步驟1，按比例稱取粒徑60±10nm碳化鎢和600±100nmCo粉末，混合，室溫下以無水乙醇作為震蕩介質，進行超聲震蕩、攪拌、混粉；步驟2，將混合粉料干燥，研磨，過篩；步驟3，將過篩的粉料直接倒入模具中，進行預壓；步驟4，在真空環境中，采用放電等離子燒結工藝，以100±20℃/min的升溫速率持續升溫到1300±20℃，控制壓力30±2Mpa，保溫，隨后隨爐冷卻，制得超細晶碳化鎢基硬質合金。該制備方法采用放電等離子燒結工藝，密度不均、表面硬度低，成本極高，并且無法用來加工異型的構件。

發明內容

針對現有無粘結相硬質合金近成形性能存在的密度不均、表面硬度低、成本高等技術問題，本發明的目的在于提供一種異型均質超細晶碳化鎢陶瓷制品的近成形制備方法，采用壓制成形后生坯表面封孔并覆膜包膠，再進行等靜壓處理消除壓制生坯內部密度梯度，提高生坯密度，減少燒結致密化阻礙因素，通過高溫高真空燒結制得具有異型特征，相對密度高，高硬度，組織均勻的性能優異的碳化鎢陶瓷制品，推動碳化物陶瓷材料的應用拓展，滿足工業領域應用綜合性能要求，成本較低，適合工業大規模推廣。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明一種異型均質超細晶碳化鎢陶瓷制品的近成形制備方法，其方案是，(1)根據異型目標制品制作相應的成形模具；

(2)將配好并具有流動性的碳化鎢陶瓷粉末造粒顆粒置入模具中壓制成形為生坯；

(3)然后將生坯進行表面封孔處理，封孔處理后用高分子薄膜進行真空覆膜；

(4)再對封孔處理和真空覆膜后生坯進行冷等靜壓均質處理，消除生坯密度梯度；

(5)等靜壓處理后，去除表面乳膠薄膜，并置入有機溶劑中萃取去除封孔劑；

(6)最后經低真空高溫燒結制得異型、均質碳化鎢陶瓷制品。

本發明一種異型均質超細晶碳化鎢陶瓷制品的近成形制備方法，具體包括以下工序：配料、球磨、干燥、混料制粒、成形、封孔覆膜、等靜壓、去膜萃取、燒結工序。