專利名稱：超細(xì)硬質(zhì)合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超細(xì)硬質(zhì)合金的制備方法，特別是一種超高硬度、耐腐蝕的超細(xì)硬質(zhì)合金的制備方法。
背景技術(shù)：
超細(xì)硬質(zhì)合金以其高硬度和高強(qiáng)度有著廣泛的用途，但在特殊工況條件下長(zhǎng)期使用，如作為拉絲模、閥門、精加工工具和密封件的材料，要求具有優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性，而一般常規(guī)超細(xì)硬質(zhì)合金的硬度均偏低，抗彎強(qiáng)度為1300～1800N/mm2時(shí)HV30＜2300N/mm2，且由于存在較多的粘結(jié)相(一般為鐵族元素)，使得這些產(chǎn)品的耐磨性和耐蝕性滿足不了要求，使用壽命普遍不長(zhǎng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述制備的硬質(zhì)合金方法的不足，提供了一種新的制備方法，進(jìn)一步提高超細(xì)硬質(zhì)合金的硬度，增加其耐磨性和耐腐蝕性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的硬質(zhì)合金的制備方法包括配料、濕磨、干燥、成型和燒結(jié)工序，濕磨時(shí)的球料比為5～6∶1，液固比為450～460ml/kg，磨料時(shí)間為85～90h，燒結(jié)溫度為1650～1830℃，其特征是配料百分比為≤3.0wt％的Mo粉或≤1.0wt％的Ni粉和/或≤1.0wt％的Co粉、0.18～0.30wt％的VC粉、0.3～0.6wt％的Cr3C2粉，所述Ni和Co粉的費(fèi)氏粒度為0.85～1.40μm，余量為費(fèi)氏粒度為0.2～0.4μm的超細(xì)WC粉，燒結(jié)采用8～9Mpa的低壓燒結(jié)工藝，配料計(jì)算時(shí)碳平衡值為(+0.02～+0.10)％。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，Cr3C2和VC的總量為0.45～0.9wt％，配料比例為Cr3C2∶VC＝1.8～1.1。
由于選用費(fèi)氏粒度為0.2～0.4μm的超細(xì)WC粉，不添加粘接劑或添加微量粒度細(xì)的粘接劑，即粘接劑Mo粉≤3.0wt％或Ni粉和/或Co粉≤1.0wt％，再配以一定總量和相互配比的Cr3C2和VC作為晶粒抑制劑，配料計(jì)算時(shí)控制碳平衡值為(+0.02～+0.10)％，將合金成分調(diào)整在一個(gè)適當(dāng)?shù)膮^(qū)間內(nèi)，通過(guò)8～9Mpa的低壓燒結(jié)，使本發(fā)明所得到的硬質(zhì)合金中WC平均晶粒度在0.3μm左右，在抗彎強(qiáng)度1300～1800N/mm2時(shí)，HV30≥2550N/mm2，由于不添加鐵族元素粘接劑或僅添加微量鐵族元素或Mo作粘接劑，硬質(zhì)合金的硬度得以大大提高，獲得了優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性能，使用壽命大大延長(zhǎng)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1配料比例為0.5wt％的超細(xì)Co粉(費(fèi)氏粒度為0.92μm)，0.30wt％的VC粉，0.55wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.85％，Cr3C2∶VC＝1.8)，余量為費(fèi)氏粒度為0.32μm的細(xì)WC粉，配料計(jì)算時(shí)碳平衡值為+0.08％；以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為450ml/kg，球料比為5∶1，球磨時(shí)間為90小時(shí)，經(jīng)噴霧干燥制得混合料，模壓成型后，置于氣壓爐內(nèi)以1720℃燒結(jié)，燒結(jié)壓力為8Mpa。以5.25×6.5×20mm的標(biāo)準(zhǔn)B試樣作為檢驗(yàn)本發(fā)明方法制備的硬質(zhì)合金的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(以下實(shí)施例同)，其合金中WC平均晶粒度為0.36μm，合金的性能指標(biāo)如下抗彎強(qiáng)度1710N/mm2，硬度HV302580N/mm2。
實(shí)施例2配料比例為0.2wt％的超細(xì)Co粉(費(fèi)氏粒度為1.12μm)、0.25wt％的VC粉、0.35wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.60％，Cr3C2∶VC＝1.4)，余量為費(fèi)氏粒度為0.28μm的細(xì)WC粉，配料計(jì)算時(shí)碳平衡值為+0.07％；以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為450ml/kg，球料比為5∶1，球磨時(shí)間為85小時(shí)，經(jīng)噴霧干燥制得混合料，模壓成型后，置于低壓爐內(nèi)以1750℃燒結(jié)，燒結(jié)壓力為8Mpa。產(chǎn)品的WC平均晶粒度為0.32μm，抗彎強(qiáng)度1460N/mm2，硬度HV302610N/mm2。
實(shí)施例3配料比例為0.18wt％的VC粉、0.30wt％的Cr3C2粉(Cr3C2∶VC＝1.67)，余量為費(fèi)氏粒度為0.26μm的細(xì)WC粉，配料計(jì)算時(shí)碳平衡值為+0.05％；以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為450ml/kg，球料比為5∶1，球磨時(shí)間為90小時(shí)，經(jīng)噴霧干燥制得混合料，模壓成型后，置于氣壓爐內(nèi)以1830℃燒結(jié)，燒結(jié)壓力為9Mpa。其產(chǎn)品的WC平均晶粒度為0.3μm，合金的性能指標(biāo)如下抗彎強(qiáng)度1320N/mm2，硬度HV302690N/mm2。
實(shí)施例4配料比例為1.0wt％的超細(xì)Ni粉(費(fèi)氏粒度為1.26μm)、0.18wt％的VC粉、0.3wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.48％，Cr3C2∶VC＝1.1)，余量為費(fèi)氏粒度為0.3μm的細(xì)WC粉，配料計(jì)算時(shí)碳平衡值為+0.07％；以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為450ml/kg，球料比為5∶1，球磨時(shí)間為85小時(shí)，經(jīng)噴霧干燥制得混合料，模壓成型后，置于低壓爐內(nèi)以1760℃燒結(jié)，燒結(jié)壓力為8Mpa。產(chǎn)品的WC平均晶粒度為0.33μm，抗彎強(qiáng)度1520N/mm2，硬度HV302560N/mm2。
實(shí)施例5配料比例為0.4wt％的超細(xì)Ni粉(費(fèi)氏粒度為1.35μm)，0.2wt％的超細(xì)Co粉(費(fèi)氏粒度為0.88μm)，0.3wt％的VC粉、0.45wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.75％，Cr3C2∶VC＝1.5)，余量為費(fèi)氏粒度為0.3μm的細(xì)WC粉，配料計(jì)算時(shí)碳平衡值為+0.08％；以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為450ml/kg，球料比為5∶1，球磨時(shí)間為85小時(shí)，經(jīng)噴霧干燥制得混合料，模壓成型后，置于低壓爐內(nèi)以1760℃燒結(jié)，燒結(jié)壓力為8Mpa。產(chǎn)品的WC平均晶粒度為0.33μm，抗彎強(qiáng)度1520N/mm2，硬度HV302570N/mm2。
實(shí)施例6配料比例為3wt％的Mo粉(費(fèi)氏粒度為2.0μm)、0.3wt％的VC粉、0.55wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.85％，Cr3C2∶VC＝1.4)，余量為費(fèi)氏粒度為0.22μm的細(xì)WC粉，配料計(jì)算時(shí)碳平衡值為+0.02％；以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為460ml/kg，球料比為6∶1，球磨時(shí)間為90小時(shí)，經(jīng)噴霧干燥制得混合料，模壓成型后，置于低壓爐內(nèi)以1650℃燒結(jié)，燒結(jié)壓力為8Mpa。產(chǎn)品的WC平均晶粒度為0.32μm，抗彎強(qiáng)度1780N/mm2，硬度HV302550N/mm2。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)硬質(zhì)合金的制備方法，包括配料、濕磨、干燥、成型和燒結(jié)工序，濕磨時(shí)的球料比為5～6∶1，液固比為450～460ml/kg，磨料時(shí)間為85～90h，燒結(jié)溫度為1650～1830℃，其特征是配料百分比為≤3.0wt％的Mo粉或≤1.0wt％的Ni粉和/或≤1.0wt％的Co粉、0.18～0.30wt％的VC粉，0.3～0.6wt％的Cr3C2粉，所述Ni和Co粉的費(fèi)氏粒度為0.85～1.40μm，余量為費(fèi)氏粒度為0.2～0.4μm的超細(xì)WC粉，燒結(jié)采用8～9Mpa的低壓燒結(jié)工藝，配料計(jì)算時(shí)碳平衡值為(+0.02～+0.10)％。
2.如權(quán)利要求1所述的超細(xì)硬質(zhì)合金的制備方法，其特征是Cr3C2和VC的總量為0.45～0.9wt％，配料比例為Cr3C2∶VC＝1.8～1.1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超高硬度超細(xì)硬質(zhì)合金的制備方法，包括配料、濕磨、干燥、成型和燒結(jié)工序，配料選用Fsss0.2～0.4μm的超細(xì)WC粉末為硬質(zhì)相，采用微量≤3.0wt％的Mo或≤1.0wt％的Ni和或Co粉作為粘結(jié)劑，Ni和Co粉的費(fèi)氏粒度為0.85～1.4μm，抑制劑(VC+Cr
文檔編號(hào)C22C29/08GK1775973SQ20051003240
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月21日
發(fā)明者張衛(wèi)兵, 汪中瑋 申請(qǐng)人:株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司