[發明專利]一種鐵鎳鈷型碳化鎢耐磨材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011008891.7
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112111683B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 朱建勇;儲鑫;劉東華;歐陽晟;黃敬儒;周康寧;胡杰
• 申請（專利權）人: 湖南省冶金材料研究院有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;B22F9/04;B22F3/16
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 趙琴娜

本發明提供了一種鐵鎳鈷型碳化鎢耐磨材料及其制備方法。本發明的鐵鎳鈷型碳化鎢耐磨材料為非均勻結構，鈷鎳成分較低，節約了價格昂貴的鈷資源。其中，黏結相組元僅三種，相變較少，制備工藝過程容易控制，還綜合了硬質相不同晶粒度下的力學性能，能使基體材料保持高耐磨性，發揮不同晶粒度碳化鎢的優勢性能，生產出兼具粗、細晶硬質合金優點的礦山工具。

技術領域

本發明屬于耐磨材料技術領域，具體涉及一種鐵鎳鈷型碳化鎢耐磨材料及其制備方法。

背景技術

地礦工具利用鉆壓和自身旋轉產生的沖擊載荷破碎巖石。地礦工具的工作部位經受高頻率沖擊載荷的同時還受到扭轉、彎曲、拉伸、壓縮等多種復合應力的作用，并在高速回轉、碰撞的工況下經受巖石、粉料和介質等工作介質的磨損與腐蝕。因此，要求地礦工具能夠既有高的耐磨性以適應于破碎堅硬的巖石，又有足夠的韌性以承受振動和沖擊載荷。

隨著科學技術和現代工業的高速發展以及基礎設施建設的的全力推進，地礦鉆探設備的運轉速度越來越快，各類惡劣工況條件也越來越復雜，使得地礦工具的磨損消耗巨大。因此，耐磨材料的延壽和節能降耗已成為耐磨材料行業急需解決的重要課題。

硬質耐磨材料中，一般采用高硬度金屬碳化物(如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉻等)或非金屬氧化物(如氧化鋁、氧化鋯等)為硬質相耐磨顆粒，以金屬或合金材料為黏結相。在目前使用的硬質耐磨材料中，大多采用碳化鎢-鈷系硬質合金，而鈷資源較少，隨著近年來新能源電池行業對鈷金屬的巨大需求，尋找無鈷或少鈷黏結相的碳化鎢基硬質耐磨材料十分迫切。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的上述技術問題之一。為此，本發明提供了一種鐵鎳鈷型碳化鎢耐磨材料。

本發明還提供了上述鐵鎳鈷型碳化鎢耐磨材料的制備方法。

本發明的第一方面提供了一種鐵鎳鈷型碳化鎢耐磨材料，由硬質相粉末和黏結相粉末制備得到，所述硬質相粉末包括粗晶粒度碳化鎢顆粒和細晶粒度碳化鎢顆粒，所述粗晶粒度碳化鎢顆粒的晶粒度≥20μm，所述細晶粒度碳化鎢顆粒的晶粒度≤3μm，所述黏結相粉末包含以下重量份計的組分：

鐵粉：55～75份，

鎳粉：15～25份，

鈷粉：10～20份。

根據本發明的一種實施方式，所述粗晶粒度碳化鎢顆粒與所述細晶粒度碳化鎢顆粒的質量比為(1/9～9)：1。

根據本發明的一種實施方式，所述硬質相粉末的氧含量≤0.5％。

根據本發明的一種實施方式，所述黏結相粉末的氧含量≤0.5％。

本發明的第二方面提供了制備上述鐵鎳鈷型碳化鎢耐磨材料的方法，包括以下步驟：

S1：將所述細晶粒度碳化鎢顆粒與鐵粉、鎳粉和鈷粉混勻，加入球磨介質進行第一次高能球磨，得到料漿；

S2：將所述粗晶粒度碳化鎢顆粒加入步驟S1得到的料漿中，進行第二次高能球磨；

S3：將步驟S2得到的物料進行第一次干燥篩分后，加入橡膠溶液混勻；

S4：將步驟S3得到的物料進行第二次干燥篩分后，得到混合料；

S5：將步驟S4得到的混合料壓制成型后燒結，隨爐冷卻即得所述的鐵鎳鈷型碳化鎢耐磨材料。

根據本發明的一種實施方式，步驟S1中，所述第一次高能球磨的時間為12～24h。

根據本發明的一種實施方式，步驟S1中，所述第二次高能球磨的時間為6～12h。

根據本發明的一種實施方式，步驟S1中，球磨介質為無水乙醇。