一种超细硬质合金的制备方法技术

本发明专利技术提供一种超细硬质合金的制备方法，包括配料、球磨、压制成型和烧结工序；配料选用费氏粒度为0.4～0.6μm的超细碳化钨（WC）和6～10.5wt%、费氏粒度为1.0～1.5μm的钴（Co）粉，超细碳化钨（WC）中含有0.16～0.28wt%的钒（V）和0.42～0.58wt%的铬（Cr）；铬（Cr）与钒（V）的比值为：Cr:V=2.6～2.0；控制碳平衡值为+0.06～+0.11%；烧结用真空烧结快冷炉正压烧结。采用本发明专利技术的方法制备的超细硬质合金碳化钨（WC），截线法粒径平均值达0.42～0.49μm，抗弯强度达3670～4450N/mm2，表面呈正常银灰色，无杂物吸附。

【技术实现步骤摘要】
一种超细硬质合金的制备方法
本专利技术属于一种硬质合金的制备方法，具体是一种超细硬质合金的制备方法。
技术介绍
超细硬质合金因其具有高硬度、高耐磨性和高强度等性能，具有十分广泛的用途。由于超细粉体具有很高的表面活性，在烧结过程中烧结炉内的钙（Ca）、硫（S）等杂质元素会吸附在超细硬质合金表面形成杂质相，影响合金的表面色泽、光洁度和粗糙度。2007年第25期《INTJREFRACTMETH》（国际难熔金属与硬质材料）166～170页中《SurfaceadsorptionphenomenonduringthepreparationprocessofnanoWCandultrafinecementedcarbide》(纳米碳化钨和超细硬质合金在制备过程中的表面吸附现象)一文提到：对于需在合金基体上进一步涂层处理的产品，合金表面灰黑杂质相的存在会对合金基体与涂层之间的附着力存在致命的影响。这种表面吸附并形成杂质相的超细硬质合金表面粗糙，涂层附着力低，严重影响超细硬质合金的使用寿命。公开号为CN1544675的中国专利《超细硬质合金的制备方法》中公开的制备方法包括配料、湿磨、干燥、压制成型和烧结工序；配料选用费氏粒度为0.3～0.7μm的超细WC粉和5.5～7.0wt％的Co粉、0.2～0.5wt％VC粉、0.2～0.8wt％Cr3C2粉；烧结工序采用5～10MPa的低压烧结；Cr3C2和VC的最佳配比为Cr3C2∶VC＝2.2～1.1。其缺陷在于：球磨过程中Cr3C2、VC分散不均匀，易造成Cr、V偏析问题，同时，当VC加量接近Cr3C2时，合金抗弯强度会有所降低。公开号为CN1480545的中国专利《超细硬质合金的制备方法》公开的制备方法包括：配料、湿磨、干燥、压制成型和烧结等工序，配料选用HCP值为38.5～41KA/m的WC粉和11～13wt％的Co粉，并加入0.3～0.5wt％的VC、0.8～1.0wt％的Cr3C2，配料计算时，碳平衡值为+0.18～+0.21％。其缺陷在于：碳平衡值偏高，碳量易出现分布不均，较容易出现碳化钨（WC）异常长大。由于碳平衡值越高，合金中碳分布的均匀性会越差，影响合金的综合性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种物理性能优异的超细硬质合金的制备方法，以解决超细硬质合金表面吸附杂质相的问题。本专利技术的技术方案如下：本专利技术的超细硬质合金的制备工艺包括配料、球磨、压制成型和烧结工序；配料选用费氏粒度为0.4～0.6μm的超细碳化钨（WC）和6～10.5wt%、费氏粒度为1.0～1.5μm的钴（Co）粉；其中超细碳化钨（WC）中含有0.42～0.58wt%铬（Cr）和0.16～0.28wt%钒（V）；Cr:V=2.6～2.0；控制碳平衡值为+0.06～+0.11%；球磨用己烷和石蜡作为研磨介质和成型剂；烧结采用真空烧结快冷炉正压烧结。一种超细硬质合金的制备方法，包括配料、球磨、压制成型和烧结工序；所述的制备方法具体步骤如下：步骤一配料将费氏粒度为0.4～0.6μm的碳化钨（WC）、费氏粒度为1.0～1.5μm的钴（Co）粉按重量配比混合；其中碳化钨（WC）含有0.42～0.58wt%的铬（Cr）和0.16～0.28wt%的钒（V）。使用含Cr、V元素的WC制备超细硬质合金，避免了在混合料中加入碳化铬（Cr3C2）、碳化钒（VC）球磨混合导致的Cr、V难以分布均匀的缺点。步骤二球磨在上述配料中按每公斤混合料加入球磨介质己烷，液固比500mL/Kg，球料比5:1；成型剂石蜡10～25g、表面活性剂硬脂酸0.5～1.5g,一起进行滚动球磨，球磨时间48～60小时。步骤三压制成型将球磨后的料浆过滤后进行喷雾干燥制粒，再通过压机压制成型，压制压力200MPa，制得合金半成品毛坯。步骤四烧结将制得的合金半成品毛坯放置在真空烧结快冷炉中脱除成型剂及高温烧结；烧结温度1360～1400℃；保温时间60～90min；在烧结温度冲入氩气进行正压处理，压力1～6MPa。进一步的改进是：在所述的步骤一中，碳化钨（WC）中的铬（Cr）与钒（V）的比值为：Cr:V=2.6～2.0；使合金的韧性和强度性能更为优异。进一步的改进是：所述的步骤一中，控制碳平衡值为+0.06～+0.11%。由于碳平衡值较低，制备的合金中碳量分布更为均匀，可避免局部碳量过高而引起的超细碳化钨（WC）异常长大现象。进一步的改进是：所述的步骤一中，碳化钨（WC）与钴（Co）粉按重量配比混合的份数为碳化钨（WC）粉末89.5～94份;钴(Co）粉6～10.5份.进一步的改进是：所述步骤四中的真空烧结快冷炉烧结为岛津炉正压烧结。采用岛津炉烧结，超细硬质合金表面无杂质相。综上所述，本专利技术的有益效果是：采用上述制备方法制备的超细硬质合金，合金韧性好，强度高，粗抛光后表面粗糙度≤0.2μm；截线法碳化钨（WC）粒径平均值达0.42～0.49μm，抗弯强度达3670～4450N/mm2，制备的超细硬质合金表面无杂质相，色泽正常，表面光洁度良好。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步描述：本专利技术的超细硬质合金的制备工艺包括配料、球磨、压制成型和烧结工序；配料时选用费氏粒度为0.4～0.6μm的超细碳化钨（WC）和费氏粒度为1.0～1.5μm含6～10.5wt%钴（Co）粉按重量配比混合；其中WC中含有0.42～0.58wt%的铬（Cr）和0.16～0.28wt%的钒（V）；碳化钨（WC）中的铬（Cr）与钒（V）的比值为：Cr:V=2.6～2.0；控制碳平衡值为+0.06～+0.11%。球磨用以己烷和石蜡作为研磨介质和成型剂；烧结采用真空烧结快冷炉正压烧结。具体制备方法如下：步骤一配料将费氏粒度为0.4～0.6μm，含有0.42～0.58wt%铬（Cr）和0.16～0.28wt%钒（V）的超细碳化钨（WC）粉末89.5～94份和费氏粒度为1.0～1.5μm的钴（Co）粉6～10.5份按重量配比混合，碳化钨（WC）中的铬（Cr）与钒（V）的比值为：Cr；Cr:V=2.6～2.0；碳平衡值为+0.06～+0.11%。步骤二球磨在上述配料中按每公斤混合料加入球磨介质己烷500mL、球料比5:1、成型剂石蜡10～25g、表面活性剂硬脂酸0.5～1.5g,一起进行滚动球磨，球磨时间48～60小时。步骤三压制成型将球磨后的料浆过滤后进行喷雾干燥制粒，再通过DORST压机压制成型，压制压力200MPa，制得合金半成品毛坯。步骤四烧结将制得的合金半成品毛坯放置在真空烧结快冷炉中脱除成型剂及高温烧结，真空烧结快冷炉为岛津炉；烧结温度1360～1400℃；保温时间60～90min；在烧结温度冲入氩气进行正压处理，压力1～6MPa。采用上述方法制备的超细硬质合金，碳化钨（WC）平均粒径0.42～0.49μm，硬度达HV30：1780～1960；20×6.5×5.25mm尺寸抗弯强度值为3670～4450N/mm2。本专利技术的超细硬质合金生产过程工艺简单，成本低廉，可应用于铝合金加工用硬质合金刀片、钢铁加工用硬质合金铣刀等。实例一步骤一配料将费氏粒度为0.5μm，含有0.42wt%Cr和0.16wt%V的超细WC粉末94份和费氏粒度为1.0μm的Co粉6份进行混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超细硬质合金的制备方法，包括配料、球磨、压制成型和烧结；其特征在于：所述制备方法的具体步骤如下： 步骤一  配料 将费氏粒度为0.4～0.6μm的碳化钨（WC）、费氏粒度为1.0～1.5μm的钴（Co）粉按重量配比混合；其中碳化钨（WC）中含有0.42～0.58wt%的铬（Cr）和0.16～0.28wt%的钒（V）。 步骤二  球磨 在上述配料中按每公斤混合料加入球磨介质己烷，液固比500mL/Kg，球料比5:1；成型剂石蜡10～25g、表面活性剂硬脂酸0.5～1.5g,一起进行滚动球磨，球磨时间48～60小时。 步骤三  压制成型 将球磨后的料浆过滤后进行喷雾干燥制粒，再通过压机压制成型，压制压力200MPa，制得合金半成品毛坯。 步骤四  烧结 将制得的合金半成品毛坯放置在真空烧结快冷炉中脱除成型剂及高温烧结；烧结温度1360～1400℃；保温时间60～90min；在烧结温度冲入氩气进行正压处理，压力1～6MPa。

【技术特征摘要】
1.一种超细硬质合金的制备方法，包括配料、球磨、压制成型和烧结；其特征在于：所述制备方法的具体步骤如下：步骤一配料将费氏粒度为0.4～0.6μm的碳化钨(WC)、费氏粒度为1.0～1.5μm的钴(Co)粉按重量配比混合；其中碳化钨(WC)中含有0.42～0.58wt％的铬(Cr)和0.16～0.28wt％的钒(V)；步骤二球磨在上述配料中按每公斤混合料加入球磨介质己烷，液固比500mL/Kg，球料比5:1；成型剂石蜡10～25g、表面活性剂硬脂酸0.5～1.5g,一起进行滚动球磨，球磨时间48～60小时；步骤三压制成型将球磨后的料浆过滤后进行喷雾干燥制粒，再通过压机压制成型，压制压力200MPa，制得合金半成品毛坯；步骤四烧结将制得的合金半成品毛坯放置在真空烧结快冷炉中脱除成型剂及高温烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小胡，杨新宇，
申请(专利权)人：自贡硬质合金有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51