[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

本發明第一方面提供了一種高強韌硬質合金，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；本發明第二方面提供了上述高強韌硬質合金的制備方法；本發明第三方面提供了上述高強韌硬質合金的應用；該高強韌硬質合金在硬度不降低的前提下具有良好的沖擊韌性能夠保證所制得的金屬制件不易發生脆性斷裂。

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，具體而言，涉及一種高強韌硬質合金及其制備方法和應用。

背景技術

硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質合金廣泛用作密封制件和刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。現在新型硬質合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數百倍。

目前市面上的硬質合金大多存在硬度和沖擊韌性相互矛盾的情況，硬度越大，其沖擊韌性越低，使得所制得的金屬制件在外界沖擊力的作用下容易發生脆性斷裂。

申請內容

本發明的目的在于提供一種高強韌硬質合金，并且同時提供了其制備方法和應用，該高強韌硬質合金在硬度不降低的前提下具有良好的沖擊韌性，能夠保證所制得的金屬制件不易發生脆性斷裂。

本發明的實施例通過以下技術方案實現：

本發明第一方面提供了一種高強韌硬質合金，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。

本發明第二方面提供了上述高強韌硬質合金的制備方法，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。

本發明第三方面提供了上述高強韌硬質合金的應用，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。