[發明專利]一種超細晶硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202011091704.6
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112176238B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 葉惠明;葉少良;葉戈;諸優明
• 申請（專利權）人: 廣東正信硬質材料技術研發有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/10;C22C1/05
• 代理公司: 廣州科沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 徐翔

本發明提供了一種超細晶硬質合金，由以下重量百分比的組分制備而成：Co 8～12％，抑制劑0.6～1％，余量為WC，各組分的重量百分比之和為100％。本發明還提供了該超細晶硬質合金的制備方法。本發明所提供的超細晶硬質合金使用了能有效抑制晶粒長大的抑制劑，具有較好的力學性能。

技術領域

本發明涉及一種硬質合金，特別是涉及一種超細晶硬質合金及其制備方法。

背景技術

超細晶硬質合金由于具有高硬度和高強度一直是業界發展的熱點方向之一，但是在制造超細硬質合金的過程中，由于所使用的WC粉末的活性比一般的WC粉末活性高得多，因此在燒結過程中晶粒會出現異常長大的現象，導致組織不均勻，對產品的性能產生不良影響。使用抑制劑是制備超細硬質合金的重要途徑之一，添加抑制劑的主要作用有：①抑制碳化鎢晶粒的長大，使合金對燒結溫度和時間的敏感性降低；②擴大YG合金二相區，降低碳含量變化對合金性能的影響；③改變了相成分，進而改善了合金性能；④提高合金的耐熱性和抗月牙洼磨損能力。然而，抑制劑的添加量較少時，抑制劑在球磨過程中很難混合均勻，燒結時仍會有晶粒異常長大現象；抑制劑添加量較多時，抑制劑會對合金燒結的致密化過程產生阻礙，導致合金的力學性能不佳。

中國專利申請CN201710949306.5公開了“一種預處理復合粉制備的WC-10Co超細晶硬質合金刀具”，制備原料包括：純度為99.5％、平均粒徑0.2μm的WO2.9粉，純度為98.5％、平均粒徑0.8μm的Co3O4粉，純度99.8％、灰分質量分數小于0.1％的炭黑。制備步驟為：將原料按實驗設計方案進行配料并加入一定量的晶粒長大抑制劑0.2％VC-0.8％Cr3C2，利用原位還原碳化反應制備得到超細晶WC-10Co復合粉，將制得的復合粉放入真空爐中進行預處理，然后將復合粉末模壓成型，并在低壓燒結爐中進行燒結。該發明存在的問題是：其使用的晶粒長大抑制劑在合金體系中不能均勻分布，抑制晶粒異常長大的效果不佳，導致其合金刀具的性能不理想。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種超細晶硬質合金，其使用了能有效抑制晶粒長大的抑制劑，具有較好的力學性能。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種超細晶硬質合金，由以下重量百分比的組分制備而成：Co 8～12％，抑制劑0.6～1％，余量為WC，各組分的重量百分比之和為100％。

進一步地，本發明所述Co的平均粒度為100～200nm。

進一步地，本發明所述抑制劑由以下步驟制成：

A1.將鈮酸銨加入水中混合均勻制得鈮酸銨溶液，將鉭酸銨加入水中混合均勻制得鉭酸銨溶液，將草酸加入水中混合均勻制得草酸溶液，將鈮酸銨溶液、鉭酸銨溶液、草酸溶液混合，攪拌至產生沉淀物，靜置4小時后將沉淀物取出，過濾后用去離子水洗滌3次，冷凍干燥10小時后得到前驅體，將前驅體加入管式爐中，通氮氣氛圍下500℃煅燒5小時得到鈮鉭復合氧化物；

A2.將鈮鉭復合氧化物與碳粉混合均勻后得到混合粉，將混合粉置于真空碳管爐中，通氬氣保護下升溫至1000℃后保溫2小時，隨爐冷卻至室溫后取出研磨得到平均粒度為100～200nm的抑制劑。

進一步地，本發明所述步驟A1中，鈮酸銨溶液的濃度為0.2mol/L，鉭酸銨溶液的濃度為0.2mol/L，草酸溶液的濃度為0.2mol/L，鈮酸銨溶液、鉭酸銨溶液、草酸溶液的體積比為1:0.2:1.5。

進一步地，本發明所述步驟A2中，鈮鉭復合氧化物與碳粉的重量比為3:1，真空碳管爐的真空度為0.03Pa。

進一步地，本發明所述WC的平均粒度為100～200nm。

本發明要解決的另一技術問題提供上述超細晶硬質合金的制備方法。

為解決上述技術問題，技術方案是：