制造硬质合金的新方法及其得到的产品技术

本发明专利技术涉及制造硬质合金的方法并涉及其得到的产品，其中使六方掺杂WC在烧结之前和/或烧结期间经受氮处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及制造硬质合金的方法并设及其得到的产品。
技术介绍
硬质合金被用于制造例如用于切削工具、耐磨零件、钻岩机钻头等的烧结体。硬质 合金工业还对生产硬质并具有要在高速条件下使用的耐磨性的材料感兴趣。运通过用例如 TiN、Ti把脚、灯i，A1)N和/或Al2〇3的层涂布硬质合金来实现。 在US4277283中，对硬质合金进行烧结使得形成梯度，由此产生富有钻并且无丫 相的表面区。运通常是通过并入碳氮化物作为原材料来实行的。W0 2012/145773设及由渗杂有至少一种第4族和/或第5族和/或第7族过渡金 属（Tc除外）的六方碳化鹤形成的一碳化鹤粉末。该文献还公开了经（W，Me)2C至（W，Me) C来生产新型渗杂的六方碳化鹤的两阶段方法。Reichel，B等（难烙金属和硬质材料的国际期刊（InternationalJournalof RefractoiyMetalsandHardMaterials) 28 (2010) 638-64?5)公开了用单独的碳化物生产 渗杂的硬质金属的方法。根据所述方法，MexCoyCz型（其中Me=金属例如W、V、化、Ta、Ti 等）的双重或Ξ重合金的低碳化物（subcarbide)被用作起始材料，W生产含有包埋在Co 粘结相中的WC或WC/立方碳化物相的硬质金属。然而，因为需要将额外的碳添加至起始 MexCoyCz低碳化物W生产最终想要的显微结构，所W运种方法具有调节碳含量W生产无缺 陷结构（例如η相或游离石墨（化ee-graphite))方面的问题。此外，从未证明，通过使用 所描述的方法可W生产含有渗杂有任何立方碳化物的六方WC的烧结硬质金属。 当使用六方渗杂WC时，从加工观点来看，主要挑战是在烧结过程期间，避免所述 渗杂过渡金属W碳化物或碳氮化物的形式从所述六方渗杂WC相中析出，并且上面公开的 方法都没解决运个问题。另外，对于硬质合金的某些应用而言，还有避免立方碳化物析出的 挑战，因为运些析出将降低所得烧结产品的初度。 因此，本公开内容中公开的方法和由此得到的产品将规避上面提到的问题和/或 为上面提到的问题提供解决方案。
技术实现思路
于是，本公开内容提供了制造硬质合金的方法，所述方法包括W下步骤： a)形成包含研磨液体、粘结金属和硬质成分的浆料，其中所述硬质成分包含六方 渗杂WC化ex doped WC); b)使所述浆料经受研磨和干燥； C)使从b)得到的粉末混合物经受压制和烧结； 其中使所述六方渗杂WC在烧结之前和/或烧结期间经受氮处理。令人预料不到 地发现，通过使所述六方渗杂WC在烧结过程之前和/或烧结过程期间经受氮处理，将解决 或规避上述问题。在不受任何理论束缚的情况下，认为氮对渗杂元素在所述六方WC中的溶 解性有影响。因此，通过应用如上文或下文限定的方法，控制了渗杂物从所述六方渗杂wc中的析出。此外，通过应用所述方法，将得到含有六方渗杂WC晶粒的梯度硬质合金。 因此，如上文或下文限定的本方法通过将本方法与六方WC的渗杂水平相结合，提 供了定制梯度厚度的可能性和机会。另外，因为形成丫相的一定含量的过渡金属元素将在 所述六方渗杂WC中保持为固溶体，所W如上文或下文限定的本方法提供的烧结产品中γ 相的体积分数减少。 本公开内容还设及如上文或下文限定的硬质合金制造方法在制造切削工具中的 用途。 另外，本公开内容提供了根据如上文或下文限定的方法可获得的硬质合金。此外， 本公开内容提供了根据如上文或下文限定的方法可获得的切削工具。因为所述六方渗杂WC 的硬度降低，所W所述硬质合金和由此所述切削工具与常规硬质合金相比涵盖了提高的硬 度对初度比，并且所得的硬质合金和由此所述切削工具可由于运种提高的硬度对初度比而 包含较少的粘结金属如化、Mo、Fe、Co和/或Ni，并仍然涵盖所需的性质。【附图说明】 图1A公开了根据现有技术方法得到的硬质合金。 图1B公开了根据如上文或下文限定的方法得到的硬质合金。[001引图2公开了如上文或下文限定的方法的示意图。[001引图3公开了烧结后六方（W，化)C晶粒的原子探针测量，其显示化在WC晶体中保 持为固溶体。 定义 除非另有说明，否则在本文中使用时，交互使用的术语"渗杂WC"、"六方渗杂 WC化exdopedWC)"和"六方渗杂WC化exagonaldopedWC)"旨在是指在碳化鹤的六方晶 体结构内的鹤原子被选自除Tc外的第4族元素和/或第5族元素和/或第7族元素（过 渡金属）的一种或多种过渡金属的原子部分代替。过渡金属的实例是但不限于Ta、Ti、V、 化和佩。六方渗杂WC也可W被写作六方（Me,W)似或六方（Me,W)把脚，其中Me是上面 公开的过渡金属中的任一种。[002引如在本文中交互使用的，术语"六方WC化exWC)"和"六方WC化exagonalWC)"旨 在是指具有六方结构的碳化鹤。 在本文中使用时，术语"梯度"旨在是指表面区不含丫相，因此所述表面区将富有 粘结金属。然而，虽然据称梯度不含丫相，但取决于工艺参数，在所述梯度内部可W有分离 的丫相析出物（因此在运些情况下所述梯度可W被称为基本不含丫相）。所述梯度的厚 度可W在2~50μπι范围内，例如在15~25μm范围内。 除非另有说明，否则在本文中使用时，术语"硬质成分"旨在包括WC，六方渗杂WC， W及对应于周期表的第4、第5和第6族元素的元素的碳化物、氮化物、碳氮化物、棚化物、碳 氧化物、碳氧氮化物及其混合物。对应于周期表的第4、第5和第6族元素的元素的碳化物、 氮化物、碳氮化物、棚化物、碳氧化物、碳氧氮化物及其混合物的实例是但不限于TiC、化C、 TiN、化C2、NbC和TiBz。当所述硬质成分是干燥的时，呈粉末的形式。根据本公开内容，术语"切削工具"被用于任何用于通过剪切形变从工件除去材料 的工具，切削工具的实例是但不限于刀片、端锐刀、采矿工具、钻头和钻机。[002引另外，除非另有说明，否则术语"烧结体"旨在包括切削工具。 就术语"丫相"而言，其在本文中是指在烧结期间形成的立方相。取决于硬质合金 的总体组成，丫相通常描述为（W，Mel，Me2…）（C，N，0，B)，其中Meχ是Ti、Zr、Hf、V、Ta、Nb、 化、1〇、￥、111、1^、脚^6、(：〇、化和41并且所述相具有立方结构。为了形成丫相，需要存在 一定量的立方碳化物。最常见的用于生成丫相的立方碳化物是TiC、TaC和NbC，然而，也 可W使用其它元素的立方碳化物。【具体实施方式】 本专利技术设及制造硬质合金的方法，所述方法包括W下步骤：a)形成包含研磨液体、粘结金属和硬质成分的浆料，其中所述硬质成分包含六方 渗杂WC;b)使从步骤a)得到的浆料经受研磨和干燥； C)使从b)得到的粉末混合物经受压制和烧结；[003引其中使所述六方渗杂WC在烧结之前和/或烧结期间经受氮处理。可W在500~ 1500°C的溫度范围内W及1毫己~200己范围内的氮压力下进行烧结。烧结过程还包括在 真空气氛下的烧结步骤。烧结可W是液相烧结。因此，本公开内容设及生产包含六方渗杂 WC的梯度硬质合金的方法。所述六方WC已经被选自第4、第5和/或第7族元素（Tc除 外）的渗杂元素渗杂。运样的元素的实例是T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造硬质合金的方法，所述方法包括以下步骤：a)形成包含研磨液体、粘结金属和硬质成分的浆料，其中所述硬质成分包含六方掺杂WC；b)使所述浆料经受研磨和干燥；c)使从b)得到的粉末混合物经受压制和烧结；其中使所述六方掺杂WC在烧结之前和/或烧结期间经受氮处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔斯·加西亚，苏珊·诺格伦，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE