[發明專利]一種高強韌硬質合金及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011566202.4
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112760543A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 周宗發;盧俊;楊劍忠;周保華
• 申請（專利權）人: 四川川鎢硬質合金有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;C01G41/02
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 薛波

1.一種高強韌硬質合金，其特征在于，以重量份計，包括如下組分：85-90重量份的碳化鎢粉、20-25重量份的長大抑制劑、10-15重量份粘接劑和3-6重量份的抗腐蝕劑，所述碳化鎢粉由鎢粉碳化制得，所述鎢粉按晶粒度大小分為三級，依次為第一級單晶鎢粉、第二級單晶鎢粉和第三級單晶鎢粉。

2.根據權利要求1所述的高強韌硬質合金，其特征在于，所述長大抑制劑包括碳化釩、碳化鉻、碳化鈮、碳化鉬和碳化鈦中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的高強韌硬質合金，其特征在于，所述粘接劑包括鎳粉和/或鈷粉。

4.根據權利要求1所述的高強韌硬質合金，其特征在于，所述抗腐蝕劑包括鉭鈮固溶體和/或鉻粉。

5.根據權利要求1所述的高強韌硬質合金，其特征在于，所述第一級單晶鎢粉的晶粒度為6.2微米-6.4微米，所述第二級單晶鎢粉的晶粒度為2微米-2.2微米，所述第三級單晶鎢粉的晶粒度為0.1微米-0.3微米；所述第一級單晶鎢粉、第二級單晶鎢粉與第三級單晶鎢粉的質量比為1：(2-4)：(4-6)。

6.根據權利要求1所述的高強韌硬質合金，其特征在于，由鎢粉碳化制得的碳化鎢中，碳的原子百分數為0.01at％。

7.如權利要求1-6任一項所述的高強韌硬質合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、制備不同晶粒度的鎢粉

以仲鎢酸銨為原料煅燒得氧化鎢，將所得氧化鎢進行氫還原反應得到鎢粉，在氧化鎢進行氫還原反應階段通過加入不同添加劑分別得到晶粒度不同的第一級單晶鎢粉、第二級單晶鎢粉和第三級單晶鎢粉，然后將所述第一級單晶鎢粉、第二級單晶鎢粉和第三級單晶鎢粉按質量比復配；

S2、制備碳化鎢粉

將步驟S1復配后的鎢粉經配碳、球磨混料后加熱，得到碳化鎢粉；

S3、制備高強韌硬質合金

將步驟S2所制得的碳化鎢粉與長大抑制劑、粘接劑和抗腐蝕劑混合后經球磨、干燥、成型、燒結以及后處理制得高強韌硬質合金；

其中，燒結分為四個階段，分別為第一燒結階段、第二燒結階段、第三燒結階段和爐內降溫階段，第一燒結階段以20℃/min的升溫速率從室溫升至2400℃，然后進入第二燒結階段，第二燒結階段以80℃/min的升溫速率從2400℃升溫至2800℃，保溫5分鐘后進入第三燒結階段，第三燒結階段以30℃/min的降溫速率從2800℃降溫至1600℃，保溫2小時后進入爐內降溫階段，爐內降溫階段以20℃/min的降溫速率從1600℃降溫至200℃，取出在空氣中自然冷卻至常溫。

8.根據權利要求7所述的高強韌硬質合金的制備方法，其特征在于，在步驟S1中：

第一級單晶鎢粉的制備，在氧化鎢中摻混鉀源化合物和錳源化合物，然后進行氫還原反應；

第二級單晶鎢粉的制備，在氧化鎢中摻混鋁源化合物和錳源化合物，然后進行氫還原反應；

第三級單晶鎢粉的制備，在氧化鎢中摻混鈣源化合物和錳源化合物，然后進行氫還原反應。

9.根據權利要求8所述的高強韌硬質合金的制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述配碳采用鎢粉與炭黑進行反應，按重量份計，鎢粉為150重量份，炭黑為22重量份。

10.如權利要求1-6任一項所述的高強韌硬質合金的應用，其特征在于，用于制造硬質合金制品，所述硬質合金制品包括噴嘴、密封環、閥座、軸密封襯套和刀具中的一種或幾種。