本發明專利技術公開了一種高強度、高硬度納米晶鎢鈷硬質合金的制備方法，它由常規原料亞細WC粉采用強化研磨加工、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型、加壓燒結八個工藝流程完成其制備方法；該方法采用Fsss粒度為0.6～0.8μm的普通亞細顆粒WC粉以及粒度0.2～0.4μm金屬Co粉；增加的強化研磨處理工序來改變亞細顆粒WC的粒度及粒度分布，得到的超粗晶粒硬質合金中WC的平均粒度達到0.2～0.4μm，韌性高，而且結晶完整、缺陷少、微觀應變小，亞細晶均勻、顯微硬度高，其耐磨性和抗沖擊韌性得到極大的提高。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種硬質合金的制備方法，特別是。
技術介紹
隨著硬質合金工業的不斷發展，對其原料WC粉(即碳化鎢粉)的要求越來越高， 特別是納米型硬質合金的制備，對WC粉的粒度有嚴格的要求，目前，WC粉的聚集程度較高，碳化鎢粉生產商對粉末粒度的控制很難達到納米晶硬質合金制造的要求，所生產的WC 粉末都存在WC顆粒聚集體。由于聚集體的結合松緊程度不一，因而加大了優質硬質合金的制造難度，使硬質合金制品在耐磨性和韌性上難做到高度的統一；而進口的WC粉末成本大高，不利于國內規模化生產。所以目前所普遍采用的經濕磨、干燥、壓制成型、真空燒結等工序生產的鎢鈷硬質合金的晶粒在1. 2^4. O μ m之間，抗彎強度220(T3000MPa，硬度 HRA86. (Γ91. 0，強度和顯微硬度匹配較差 ，綜合性能較低，尤其是合金的高溫硬度和高溫強度不高，抗沖擊和抗熱塑變能力較差，難適合在高溫環境下工作，大大制約了硬質合金的應用范圍。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的上述不足而提供，通過其制備的硬質合金的WC平均晶粒度達到O. 2 O. 4 μ m，抗彎強度達到4000 5400MPa，硬度HRA92. 5 93. 8，可實現合金強度和顯微硬度的良好匹配，使硬質合金制品在耐磨性和韌性上達到高度的統一，提高了合金的綜合使用性能。本專利技術是采用如下技術方案實現其專利技術目的，，它由常規原料亞細WC粉采用強化研磨加工、配料、濕磨、干燥、摻成形齊 、制粒、壓制成型、加壓燒結八個工藝流程完成其制備方法；強化研磨加工采用粒度為0.6、.8Mm(FSSS)的亞細WC粉為原料，以IlXf5VC和 2 5%0 Cr2C為抑制劑，采用化學試劑吐溫80和研磨相結合的強化研磨工藝研磨時的丙酮和正已烷混合比為6 8:2 4，吐溫80與球磨介質混合液的質量比為6 10:9(Γ94 ;球料之比為 3. 25:1，固液之比為5:1，研磨時間為24 48小時；配料配料時選用O. 2^0. 4Mm (FSSS)的超細粒度鈷粉和強化研磨后的 O. Γ0. 4Mm(FSSS)超細粒度碳化鎢進行混合，鈷粉與碳化鎢粉的質量之比為6 13:87 94 ；濕磨將配比好的的混合粉末加入球磨介質及硬質合金球置于球磨機內進行混合研磨；其碳化鎢和鈷混合粉末、球磨介質、硬質合金球的質量配比為鎢鈷硬質合金粉球磨介質硬質合金球=3. 25:1:16. 25，研磨時間為24小時；干燥將混合研磨好的粉料按工藝要求過濾后置于真空干燥器內加熱以蒸發球磨介質，使混合料保持干燥；摻成形劑將混合干燥好的混合料按比例摻入石蠟或PEG成形劑使混合料成形，其混合料與石蠟或PEG成形劑的比例為混合料石蠟或PEG成形劑=98:2 ;制粒將成形的混合粉料制成設計要求尺寸大小的顆粒狀，以提高粉末的流動性能；壓制成型將顆粒狀粉料壓制成所需要形狀的壓坯；加壓燒結將壓制成型的硬質合金壓坯置于一體化脫脂加壓燒結爐中進行最高溫度為 1400 1430°C燒制，在最高溫度時加壓2. 5MPa保壓、保溫40分鐘；球磨介質為丙酮和正已烷混合液，其質量比為6 8: 2^4,將亞細的WC粉通過24 48小時的噴射研磨，分散和分級篩分；去除粗粒度的WC顆粒，篩分的粗粒度的WC進行再研磨，最終選用平均粒度為O. Γ0. 4Mm(FSSS)的超細粒度WC粉；通過再濕磨24小時、干燥、摻成形齊U、制粒、壓制成型和1400 1430°C加壓燒結制備的硬質合金的WC平均晶粒度達到O. 2 O. 4μπι，抗彎強度達到4000 5400MPa，硬度HRA92. 5. O 93. 8的高強、高硬度系列納米硬質合金。本專利技術的優選技術方案是所述研磨時的丙酮和正已烷混合比為6 8:2 4，球料之比為3. 25:1，固液之比為5:1，研磨時間為24 48小時。本專利技術進一步的優選技術方案是所述研磨時添加化學試劑為吐溫80與丙酮和正已烷混合液之比為6 10:90 94。本專利技術更進一步的優選技術方案是VC和Cr2C為抑制劑的添加量分別為f 2%。和 2 5%0。本專利技術再進一步的優選技術方案是所述加壓燒結的最高溫度為1400 1430°C。本專利技術所述的WC是指碳化鎢； 本專利技術所述的Fsss粒度是指Fsss英文全名為Fisher Sub-sieve Sizer,即“費氏篩” 測定的粒度；本專利技術所述的Co是指金屬鈷；本專利技術所述的WC粉是指碳化鎢粉。本專利技術由于采用了上述技術方案，較好的實現了其專利技術目的，與現有技術相比具有如下特點采用Fsss粒度為O. 6 O. 8 μ m的普通亞細顆粒WC粉以及粒度O. 2 O. 4 μ m 金屬Co粉；增加的強化研磨處理工序來改變亞細顆粒WC的粒度及粒度分布，輔以添加VC 和Cr2C抑制劑減緩了燒結過程中WC晶粒的不規則長大，使WC保持燒結之前的形貌；同時優化使用化學試劑吐溫80及球磨介質丙酮和正已烷混合液進行強化球磨，防止納米級混合料在生產過程中氧化和自燃；優化燒結溫度控制合金的晶粒過分長大，使最終得到的超粗晶粒硬質合金中WC的平均粒度達到O. 2 O. 4 μ m，韌性高，而且結晶完整、缺陷少、微觀應變小，亞細晶均勻、顯微硬度高，其耐磨性和抗沖擊韌性得到極大的提高，抗彎強度達到了 4000 5400MPa，硬度達到了 HRA92. 5. O 93. 8，實現了強度和顯微硬度的良好匹配，從而使合金綜合性能大大地提高；由于本專利技術的高強度、高硬度納米晶硬質合金通過控制金屬鈷和WC粉末的粒度及WC粉晶型結構，既強化了粘結相的強度及改善晶間微觀結構，提高合金的韌性和耐磨性，使得由本專利技術的高強度、高硬度納米晶硬質合金制造的礦山、挖掘工具用齒等質量穩定，其使用壽命延長了 30%以上，極大地擴大了硬質合金的使用范圍。具體實施例方式下面根據實施例對
技術實現思路
作進一步說明實施例1:，其包括如下工藝步驟常規原料強化研磨加工、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和加壓燒結；以粒度為 O. 6^0. 8Mm(FSSS)的亞細WC粉為原料，以1%。VC和2. 5%。Cr2C為抑制劑，采用化學試劑吐溫80及丙酮和正已烷混合液質量比為1:9進行研磨相結合的強化研磨工藝，球磨介質為丙酮和正已烷混合液，其質量比為6:4，將亞細的WC粉通過28小時的噴射研磨，分散和分級篩分；去除粗粒度的WC顆粒，篩分的粗粒度的WC進行再研磨，最終選用平均粒度為 O. Γ0. 4Mm(FSSS)的超細粒度WC粉；配料時選用O. 2^0. 4Mm(FSSS)的超細粒度鈷粉和強化研磨后的O. Γ0. 4Mffl(FSSS)超細粒度碳化鎢進行混合，鈷粉與碳化鎢粉的質量之比為 10:90 ;通過再濕磨24小時、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和最高燒結溫度為1400°C的加壓2. 5MPa燒結制備硬質合金。將通過本實施例得到的納米晶鶴鈷硬質合金(成型尺寸為6. 5*5. 25*20 μ m的標準產品)樣本100件進行檢測，得到WC平均晶粒度為O. 4 μ m、平均抗彎強度為4800MPa、平均硬度為HRA92. 8。實施例2:，其包括如下工藝步驟常規原料強化研磨加工、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和加壓燒結；以粒度為 O. 6^0. 8Mm(FSSS)的亞細WC本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高強度、高硬度納米晶鎢鈷硬質合金的制備方法，它由常規原料亞細WC粉采用強化研磨加工、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型、加壓燒結八個工藝流程完成其制備方法；強化研磨加工：采用粒度為0.6~0.8μm(FSSS)的亞細WC粉為原料，以1~2‰VC和2~5‰Cr2C為抑制劑，采用化學試劑吐溫80和研磨相結合的強化研磨工藝研磨時的丙酮和正已烷混合比為6~8:2~4，吐溫80與球磨介質混合液的質量比為6~10:90~94；球料之比為3.25:1，固液之比為5:1，研磨時間為24～48小時；配料：配料時選用0.2~0.4μm(FSSS)的超細粒度鈷粉和強化研磨后的0.1~0.4μm(FSSS)?超細粒度碳化鎢進行混合，鈷粉與碳化鎢粉的質量之比為6～13:87～94；濕磨：將配比好的的混合粉末加入球磨介質及硬質合金球置于球磨機內進行混合研磨；其碳化鎢和鈷混合粉末、球磨介質、硬質合金球的質量配比為：鎢鈷硬質合金粉:球磨介質:硬質合金球=3.25:1:16.25?，研磨時間為24小時；干燥：將混合研磨好的粉料按工藝要求過濾后置于真空干燥器內加熱以蒸發球磨介質，使混合料保持干燥；摻成形劑：將混合干燥好的混合料按比例摻入石蠟或PEG成形劑使混合料成形，其混合料與石蠟或PEG成形劑的比例為：混合料:石蠟或PEG成形劑=98:2；制粒：將成形的混合粉料制成設計要求尺寸大小的顆粒狀，以提高粉末的流動性能；壓制成型：將顆粒狀粉料壓制成所需要形狀的壓坯；加壓燒結：將壓制成型的硬質合金壓坯置于一體化脫脂加壓燒結爐中進行最高溫度為1400～1430℃燒制，在最高溫度時加壓2.5MPa保壓、保溫40分鐘；球磨介質為丙酮和正已烷混合液，其質量比為6~8:2~4，將亞細的WC粉通過24～48小時的噴射研磨，分散和分級篩分；去除粗粒度的WC顆粒，篩分的粗粒度的WC進行再研磨，最終選用平均粒度為0.1~0.4μm(FSSS)的超細粒度WC粉；通過再濕磨24小時、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和1400～1430℃加壓燒結制備的硬質合金的WC平均晶粒度達到0.2～0.4μm，抗彎強度達到4000～5400MPa，硬度HRA92.5.0～93.8的高強、高硬度系列納米硬質合金。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李亞蘭，肖華，
申請(專利權)人：湖南世紀特種合金有限公司，
類型：發明
國別省市：
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