[發明專利]一種碳化鎢鈷硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202110397575.1
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113186473B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 王偉梁;孫廷樞;劉敏鋒;冷濤
• 申請（專利權）人: 江蘇蓋特鎢業科技有限公司
• 主分類號: C22C49/14
• 分類號: C22C49/14;C22C47/02;B22F9/16;B22F3/16;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 常州國洸專利代理事務所(普通合伙) 32467
• 代理人: 林大偉

本發明涉及一種碳化鎢鈷硬質合金及其制備方法，屬于特種鎢合金制備技術領域。本發明通過自制的碳化鉻纖維和自制抗磨增韌劑，將其和碳化鎢以及鈷粉原料混合高溫燒結反應，最終制得硬質合金，本發明以此自制碳化鉻纖維作為填料，將其作為硬質合金材料中的軟質強韌耦元，和后期的碳化鎢鈷合金復配，相互協同細化晶粒晶型，最終提高合金材料的韌性和耐磨性，并通過自制碳化鈮使得硬質合金在摩擦狀態下，可以能沿著自制碳化鈮層間滑移，并沿著摩擦方向定向移動，從而減少硬質合金材料內能的消耗，減少硬質合金材料的磨損，避免反復的體積變化造成硬質合金結構發生破壞，進而提高了硬質合金材料的耐磨性能。

技術領域

本發明涉及一種碳化鎢鈷硬質合金及其制備方法，屬于特種鎢合金制備技術領域。

背景技術

目前，鎢(W)因其良好的物理性能，如高密度、高硬度、高熔點、高熱導、低濺射產額等，被廣泛應用于國防軍工、航空航天和可控核聚變領域。例如應用鎢材料制備的高密度合金刀具。

金屬加工已進入高速、高精度和高效為標志的發展新階段，以滿足當今汽車、電子、航空航天等行業自動化加工和精密零部件制造的需求。實現高速硬銑削加工的一大技術關鍵支撐是刀具，這些領域要求刀具需具備高耐磨、抗沖擊的特性。亞微米乃至納米WC-Co硬質合金因其具有高硬度、高強度、高沖擊韌性的特點可用作高速加工的主流應用材質，然而在燒結過程中如果不能有效抑制WC晶粒長大，合金的強度、耐磨性與韌性明顯下降。

有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種碳化鎢鈷硬質合金及其制備方法，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：亞微米乃至納米WC-Co硬質合金因其具有高硬度、高強度、高沖擊韌性的特點可用作高速加工的主流應用材質，然而在燒結過程中如果不能有效抑制WC晶粒長大，合金的強度、耐磨性與韌性明顯下降，但是僅僅通過燒結工藝控制晶粒尺寸的增韌抗磨方法效果有限。為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種碳化鎢鈷硬質合金及其制備方法。

本發明的一種碳化鎢鈷硬質合金，按重量份數計，包括以下原料：

100～120份碳化鎢；

9～13份鈷粉；

10～14份自制碳化鉻纖維；

所述自制碳化鉻纖維是由竹纖維在堿液中高溫高壓蒸煮，并和多巴胺溶液、氧化鉻混合反應后噴霧干燥，最終在惰性氣體中焙解、還原碳化后制得的。本發明首先將竹纖維和堿液混合后進行高溫高壓處理，使得竹纖維部分水解，水解作用可促使糠醛產生，在此過程中，上述水解產物還可能發生縮合或縮聚(樹脂化)，因此高溫高壓反應可使竹纖維樹脂化，提高纖維韌性，并且部分水解的竹纖維使其原本結構中孔隙度提高，利用多巴胺在水中的氧化自聚反應在樹脂化的竹纖維表面以及內部孔隙中形成聚多巴胺膜層，此聚多巴胺膜層具有粘性和螯合性，并利用此膜層固著氧化鉻粉末，使得氧化鉻粉末均勻的附著在纖維表面及其孔隙中，將負載氧化鉻的竹纖維在惰性氣體保護下碳化焙解，得到氧化鉻與游離碳原子級別混合物，接著在氫氣和甲烷混合氣下還原碳化，最終制得多孔并且高長徑比的柔性碳化鉻纖維；本發明以此自制碳化鉻纖維作為填料，將其作為硬質合金材料中的軟質強韌耦元，和后期的碳化鎢鈷合金復配，相互協同細化晶粒晶型，最終提高合金材料的韌性和耐磨性；