[發明專利]一種抗熱裂混晶硬質合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202010701455.1
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111621684A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 葉惠明;葉少良;諸優明;葉戈;劉文輝
• 申請（專利權）人: 河源正信硬質合金有限公司
• 主分類號: C22C29/02
• 分類號: C22C29/02;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 河源市華標知識產權代理事務所(普通合伙) 44670
• 代理人: 郝紅建;石其飛

一種抗熱裂混晶硬質合金及其制備方法，由以下按照重量份數計的組分構成：復合硬質相：10～24份粒徑為0.4～0.8μm的WC和25～45份粒徑為1.0～2.5μm的WC；粘結相：10～14份；耐腐蝕添加劑：0.05～0.3份的Re；碳化鉻粉：0.8～1.5份，稀土氧化物粉：0.15～0.5份；抑制劑：0.1～0.5份的Ta。本發明強度高、硬度高，抗熱裂性能好，可在熱機械腐蝕疲勞的環境下使用。

技術領域

本發明屬于合金加工領域，具體地說是一種抗熱裂混晶硬質合金及其制備方法。

背景技術

通常情況下，硬質合金的韌性與耐磨性是一對矛盾，強度與硬度是常規檢測指標。細顆粒、超細顆粒合金可同時獲得高強度和高硬度，但是其韌性差；粗顆粒高粘結相合金的韌性較好，但其強度一般隨著硬度的下降而下降。粗顆粒高粘結相硬質合金要達到較好的硬度、強度，常規的方法是采用較長的球磨時間，但如此一來，合金晶粒度下降，使合金韌性下降，導熱性下降，這對于在高溫、大循環應力條件下使用的硬質合金來說，容易因抗熱疲勞性差而導致產品提前失效。

傳統的制備混晶硬質合金的方法主要是以一定比例的亞微米尺度的WC粉和微米尺度的WC粉與Co粉進行球磨混合，隨后燒結獲得雙晶結構的硬質合金塊體；或者在WC和Co的混合粉末中添加板狀晶的W粉，以在燒結后的合金中獲得雙晶組織的WC-Co硬質合金。這些制備方法中普遍存在著粗大WC的數量和尺寸難以控制、粗大晶粒體積分數較少等缺點，使得硬質合金塊體的橫向斷裂強度和斷裂韌性不能達到令人滿意的配合，而且，制備工藝過程繁瑣，質量較難控制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供

為了解決上述技術問題，本發明采取以下技術方案：

一種抗熱裂混晶硬質合金，其特征在于，由以下按照重量份數計的組分構成：

復合硬質相：10～24份粒徑為0.4～0.8μm的WC和25～45份粒徑為1.0～2.5μm的WC；

粘結相：10～14份；

耐腐蝕添加劑：0.05～0.3份的Re；

碳化鉻粉：0.8～1.5份，

稀土氧化物粉：0.15～0.5份；

抑制劑：0.1～0.5份的Ta。

所述粘結相為Co。

所述粘結相為Ni。

所述粘結相為Co與Ni的混合物，Co與Ni的的質量比優選為1-3:1。

所述稀土氧化物粉為氧化鈰。

一種抗熱裂混晶硬質合金的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

按照設定的原料比例，將WC粉、Co粉、耐腐蝕添加劑、碳化鉻粉、稀土氧化物粉、抑制劑混合，在球磨機中球磨混合均勻，加入成型劑成型，得到混合料；

將混合料冷卻壓送入真空爐中，升溫速率4～10℃/min，反應溫度1050～1150℃，保溫時間3～4小時，得到坯塊；

對坯塊再次置于球磨機中球磨破碎，然后模壓成型；

進行燒結處理，冷卻后得到成品硬質合金。

所述成型劑為石蠟。

所述球磨機中處理時，球磨時間維持在18-32小時。

所述燒結時，保溫保持在1350-1450℃，維持時間為6-8小時。

本發明制備得到的硬質合金，強度高、硬度高，抗熱裂性能好，可在熱機械腐蝕疲勞的環境下使用。

具體實施方式