[發(fā)明專利]一種釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金及其制備方法

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• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112760541A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 楊水源;郭利鵬;鄭師威;陳曉強;陳帥帥;張錦彬;黃藝雄
• 申請（專利權）人: 廈門大學深圳研究院
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;B22F3/16;B22F9/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發(fā)明屬于合金技術領域，特別涉及一種釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金及其制備方法。本發(fā)明提供的釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金，包括85～95wt.％的碳化鎢和余量的釩鉭復合粘結(jié)相；以在所述釩鉭復合粘結(jié)相中的質(zhì)量百分含量計，所述釩鉭復合粘結(jié)相包括鈷78.17～88.39％，釩7.34～13.45％，鉭4.27～8.38％。在本發(fā)明中，碳化鎢為難熔金屬的硬質(zhì)化合物，有利于提高釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金的硬度、強度和耐磨性；釩鉭復合粘結(jié)相在元素復配條件下，有利于形成γ+γ'相共格微觀組織結(jié)構，提高釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金強度和硬度，改善韌性。測試結(jié)果表明，本發(fā)明提供的釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金具有較高的硬度和良好的韌性。

技術領域

本發(fā)明屬于合金技術領域，特別涉及一種釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金及其制備方法。

背景技術

硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料，秉承了碳化物熔點高和粘接金屬延展性較好的優(yōu)點，具有強度和硬度高、耐磨性和耐蝕性良好以及化學穩(wěn)定性好的特點，廣泛用于金屬切削加工工具、礦山工具、金屬成型工具、結(jié)構零件和耐磨件，被譽為“工業(yè)的牙齒”。傳統(tǒng)硬質(zhì)合金是以難熔金屬硬質(zhì)化合物WC作為主相，對硬質(zhì)合金貢獻硬度、強度和耐磨性，以過渡族金屬Fe、Co或Ni作為粘結(jié)相，將硬質(zhì)相粘結(jié)在一起，為硬質(zhì)合金貢獻了韌性。

硬質(zhì)合金由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬組成的這種關系導致其性能具有一定的矛盾性：當粘結(jié)相金屬含量較少時(≤6％)，硬質(zhì)合金硬度增加但斷裂韌性降低；反之，當粘結(jié)相金屬含量過高時(≥15％)，硬質(zhì)合金的斷裂韌性提升，但硬度和耐磨性顯著降低。如現(xiàn)有技術“LiuN,Chao S,Yang H D,et al.Cutting performances,mechanicalproperty and microstructure ofultra-fine grade Ti(C,N)-basedcermets.International Journal of RefractoryMetals and Hard Materials,2006,24(5):445-452”以及“Frykholm R.Development of composition gradients in cementedcarbides.Chalmers university oftechnology,2001”均存在硬質(zhì)合金無法兼顧硬度、耐磨性和韌性的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金，本發(fā)明提供的復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金具有晶粒細小、強度和硬度高、韌性優(yōu)良的特點。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

本發(fā)明提供了一種釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金，包括85～95wt.％的碳化鎢和余量的釩鉭復合粘結(jié)相；

以在所述釩鉭復合粘結(jié)相中的質(zhì)量百分含量計，所述釩鉭復合粘結(jié)相包括以下元素：

鈷78.17～88.39％，釩7.34～13.45％，鉭4.27～8.38％。

優(yōu)選的，所述碳化鎢的粒徑為100～300nm。

優(yōu)選的，所述釩鉭復合粘結(jié)相的長度≥100μm。

本發(fā)明還提供了上述技術方案所述釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金的制備方法，包括以下步驟：

將復合粘結(jié)相原料粉混合，依次進行熔煉和冷卻，得到復合粘結(jié)相合金錠；

將所述復合粘結(jié)相合金錠進行磨削，得到復合粘結(jié)相合金粉；

將所述復合粘結(jié)相合金粉和碳化鎢混合，依次進行濕法球磨和干燥，得到硬質(zhì)合金粉料；

將所述硬質(zhì)合金粉料進行放電等離子燒結(jié)，得到所述釩鉭復合粘結(jié)相硬質(zhì)合金。

優(yōu)選的，所述熔煉的溫度為2000～3000℃。