[發(fā)明專利]一種無粘接相碳化鎢基硬質相合金材料及制備方法

在審

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• 申請日: 2022-07-13
• 公開（公告）號: CN116065074A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 郎宏彬;何俊霖;劉小勇
• 申請（專利權）人: 成都邦普切削刀具股份有限公司
• 主分類號: C22C29/02
• 分類號: C22C29/02;B22F3/02;B22F3/10;B22F9/04;C22C1/051
• 代理公司: 成都智弘知識產權代理有限公司 51275
• 代理人: 蔣麗

一種無粘接相碳化鎢基硬質相合金材料，主要包含以下組分，以重量百分數計：碳化鎢：75～97％；碳化鉬：0.5～20％；氧化鋯：3～20％；稀土元素：0.1～5％；氧化鋁:0.1～1.5％；碳化鉻及VC碳化釩0.2～0.9％。該無粘接相碳化鎢基硬質相合金材料能有效的解決現有技術中WC基硬質相合金材料粘接相匱乏、粘接相對人身體有害，純WC無粘接相硬質相合金材料韌性不足的技術問題，提供一種對人體安全的、韌性高的無粘接相硬質相合金材料。

技術領域

本發(fā)明涉及硬質相合金材料技術領域，具體而言，涉及一種無粘接相碳化鎢硬質相合金材料及制備方法。

背景技術

傳統(tǒng)WC基硬質合金刀具是目前市場上應用量最多的刀具。WC?基硬質合金刀具主要以WC作為基質，鈷作為粘結劑，我國鎢資源較為豐富，鈷資源卻極其稀少，鈷資源對進口依賴性很高，使硬質合金的發(fā)展受限。同時，Co元素對人體健康有害，因此減少Co的使用，開發(fā)無粘結相硬質合金刀具具有實際意義。

無粘結相WC基硬質合金是指不含或含少量金屬粘結劑(0.5％，質量分數)的硬質合金材料，也稱為WC基的金屬陶瓷材料，具有優(yōu)異的耐腐蝕性、抗氧化性、耐磨性。但由于缺少粘結相，韌性比較低，金屬切削加工時對刀具有一定耐沖擊要求，因此一定程度限制此類產品的應用。

無粘結相硬質合金刀具材料分為兩大類：純WC刀具材料、復合式無粘結相硬質合金刀具材料。

純WC無粘結相硬質合金刀具材料是指由超細的WC粉末,通過先進的燒結技術,如放電等離子燒結(SPS)、氣體保護燒結(GPS)、脈沖電流活化燒結技術(PCAS)等，制備的晶粒徑長小于1μm的純WC?致密刀具材料。這種材料擁有傳統(tǒng)硬質合金的硬度，但韌性稍有不足。

有鑒于此，特提出本申請。

發(fā)明內容

本發(fā)明的第一個目的在于提供一種無粘接相碳化鎢基硬質合金材料，該無粘接相碳化鎢基硬質合金材料能有效的解決現有技術中?WC基硬質合金材料粘接相匱乏、粘接相對人身體有害，純WC無粘接相硬質合金材料韌性不足的技術問題，提供一種對人體安全的、韌性高的無粘接相硬質合金材料。

本發(fā)明的第二個目的在于提供一種無粘接相碳化鎢基硬質合金材料的制備方法，該制備方法通過控制CNTS與鉬粉在反應過程中形成的纖維狀碳化鉬與其他組分充分融合，能極大的提高制成的合金材料的韌性，使制得的無粘接相碳化鎢基硬質合金材料，紅硬性好、韌性高。

本發(fā)明的實施例是這樣實現的：一種無粘接相碳化鎢基硬質合金材料，主要包含以下組分，以重量百分數計：

碳化鎢：75～97％；碳化鉬：0.5～20％；氧化鋯：3～20％；稀土元素：0.1～5％；氧化鋁:0.1～1.5％；碳化鉻及碳化釩0.2～0.9％。

進一步地，碳化鉬為CNTS與鉬粉在高溫下反應制得，CNTS?與鉬粉的摩爾百分量比為1:0.5-1。

進一步地，稀土元素為鈰氧化物或碳化物、釔氧化物或碳化物中的一種或多種。

本發(fā)明還提供一種無粘接相碳化鎢硬質合金材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將CNTS制成懸浮液；

2)依次加入碳化鉻、碳化釩、氧化鋁、稀土元素、碳化鎢、鉬、氧化鋯及成型劑、CNTS懸浮液，裝入球磨機中；

3)以硬質合金球做為研磨介質，球料比4～7:1；球磨機中充入惰性氣體，球磨72～120小時，得到混合料；

4)將混合料在真空干燥條箱或在閉式循環(huán)噴霧干燥機中干燥，制成干燥混合料；

5)將干燥混合料填入成型模中，并在在粉末成型液壓機上用?100～400MPa壓力壓制成型，得到初坯；