一种提升WC-Co硬质合金硬度的方法技术

本发明专利技术涉及粉末冶金领域，具体提供了一种提升WC‑Co硬质合金硬度的方法，WC‑Co硬质合金在120～140滴/min的异丙醇投加速度下，依次经过600～650℃下保温20～40min的一段热处理和1000～1200℃下保温30～50min的二段热处理；再后经液氮降温至280～320℃，并保温25～35min；再经自然冷却制得热处理的WC‑Co硬质合金。采用本发明专利技术方法进行热处理提升稳定的处理方法，制得的WC‑Co硬质合金的良好的耐磨性和韧性，且极大地提高了合金的使用寿命，降低了成本。

A Method of Improving Hardness of WC-Co Cemented Carbide

The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to a method for improving the hardness of WC Co cemented carbide. The WC Co cemented carbide is subjected to one-stage heat treatment at 600-650 C for 20-40 min and two-stage heat treatment at 1000-1200 C for 30-50 min at 120-140 drops/min, followed by liquid nitrogen cooling to 280-320 C and holding for 25-35 min. The WC_Co cemented carbide with heat treatment was prepared by natural cooling. The WC Co cemented carbide prepared by the method of the invention has good wear resistance and toughness, and greatly improves the service life of the alloy and reduces the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种提升WC-Co硬质合金硬度的方法
本专利技术涉及一种硬质合金的制备方法，具体涉及一种提升WC-Co硬质合金硬度的方法。
技术介绍
硬质合金是以一种或多种高硬度、高模量的难熔金属碳化物(WC、TiC、Cr2C3)为基体，以过渡族金属(Fe、Co、Ni等)或其他合金为粘结相而组成的一种多相复合材料。这种复合结构材料具有陶瓷的高硬度、高耐磨性、红硬性，又具有金属的较高硬度和韧性；而这种特异的“双高”性能正是材料科研工作者所追求的目标。碳化钨-钴就是“双高”硬质合金或者金属陶瓷的典范。其牌号是由YG和平均含钴量的百分数组成。例如，YG8，表示平均WCo＝8％，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。由于WC-Co硬质合金优越的性能而被广泛的应用于拉丝模、切削工具、耐腐蚀零件及结构部件，如高压容器的柱塞及液缸、精密轧辊、合成金刚石的顶锤、钢丝滚轧机的轧辊、裁纸刀等；油田开钻的喷嘴等。硬质合金的综合使用性能主要表现在高硬度和高耐磨性的有机统一上，为了满足这一要求，针对硬质合金质量在改进硬质合金生产工艺方面尽了很大的努力，但仍有潜力可挖。热处理就是提高硬质合金硬度和主要方法之一。硬质合金热处理的实质是把烧结硬质合金加热到1000℃以上，然后进行冷却。由于在硬质合金烧结进程中，随着烧结温度的升高，钨在钴中的溶解度增大，而在缓慢冷却进程中，溶解于钴粘结相中的钨从其中析出，使其含量降低，导致合金的耐磨性和硬度降低，使用性能下降。据美国学者报导，钨在钴粘结相中最大可溶解量达23％。如果合金在1000℃钨溶解达到饱和状态时急剧冷却，则在高温下溶解于粘结相中的钨来不及析出而全部或部分地保留在其中。合金的塑性和硬度得到明显的改善。现有技术也报道了一些关于硬质合金的热处理增加硬度的方法；例如公开号为CN105364076A公开了一种硬质合金可换刀具的制造工艺，具体公开了一种热处理：在30分钟内加热到960℃，保温35分钟后淬火，油淬，然后在730℃温度下对刀柄进行中温回火处理，在350℃温度下对刀身进行低温回火处理。合金固相在液相中有一定(不是太大)的溶解度，WC在Co中的溶解度，室温时，γ相中含WC量为1％，1000℃时为4％，共晶温度时为8～15％，烧结温度时为35～37.5％。由于固相在液相中有一定(又不是太大)的溶解度有利于：改善湿润性，增加液相相对数量，便于物质迁移，溶解析出可填补固相颗粒表面缺陷和颗粒间隙等优点，硬质合金出现的共晶温度一般为1300～1340℃，由于WC中常含有W、W2C和游离碳，形成WC+γ+C三元共晶，其熔点温度为1280～1300℃。形成WC+γ+C介稳共晶，其熔点温度只有1225～1275℃。因此实际出现液相的温度大大低于理论共晶温度。热处理时加热过高会破坏合金的组织结构，而过低则不能保证WC在Co相中的溶解度。
技术实现思路
为解决现有硬质合金的耐磨性、塑性、硬度、使用寿命等性能较差等技术问题，本专利技术提供了一种提升WC-Co硬质合金硬度的方法；旨在提升制得的硬质合金的综合性能。一种提升WC-Co硬质合金硬度的方法，WC-Co硬质合金在120～140滴/min的异丙醇投加速度下，在1000～1200℃下一段保温30～50min；再后经液氮降温至280～320℃，并保温25～35min；再经自然冷却制得热处理的WC-Co硬质合金。作为优选，升温至1000～1200℃下的升温速率为1.5～3℃/min。作为优选，一段保温的温度为1140～1170℃。作为优选，一段保温的时间为40min。作为优选，异丙醇的滴加速度为125～130滴/min。作为优选，通入液氮降温至300℃，并保温30min。一种优选的提升WC-Co硬质合金硬度的方法，包括以下步骤：步骤(1)：将WC-Co硬质合金在异丙醇氛围下以1.5～3℃/min的升温速度从室温升到1140～1170℃后，保温40min；其中，异丙醇的投加速率为128滴/min，步骤(2)：随后通入液氮进行快速降温处理，直到300℃时通入氮气或氩气保温30分钟，再自然冷却至室温，制得热处理的WC-Co硬质合金。有益效果1、用本热处理工艺中滴入异丙醇的工艺方法，不仅可节省设备投资而且可降低生产成本，减轻工人的劳动硬度，同时实现了一台设备多台用。极大地提高了硬质合金的耐磨性、塑性和硬度，延长了合金的使用寿命，降低了成本。2、本方法的制备的硬质合金虽然在生产成本上有所增加，但在硬质合金的质量上是一次很大的提升，提高硬质合金的使用效率，在我国现有钨资源日趋紧张的情况下仍是很有必要。具体实施方法：实施例1步骤(1)：将WC-Co硬质合金在异丙醇氛围下以1.5℃/min的升温速度从室温升到1140℃后，保温40min；其中，异丙醇的投加速率为125滴/min，步骤(2)：随后通入液氮进行快速降温处理，直到300℃时通入氮气或氩气保温30分钟，再自然冷却至室温，制得热处理的WC-Co硬质合金。检测后结果：热处理后的YG06产品密度15.00g/cm3，硬度91.5HRA。实施例2步骤(1)：将WC-Co硬质合金在异丙醇氛围下以1.5℃/min的升温速度从室温升到1170℃后，保温40min；其中，异丙醇的投加速率为130滴/min，步骤(2)：随后通入液氮进行快速降温处理，直到300℃时通入氮气或氩气保温30分钟，再自然冷却至室温，制得热处理的WC-Co硬质合金。检测后结果：热处理后的YG08产品密度14.98g/cm3，硬度92.1HRA。实施例3步骤(1)：将WC-Co硬质合金在异丙醇氛围下以3℃/min的升温速度从室温升到1200℃后，保温40min；其中，异丙醇的投加速率为120滴/min，步骤(2)：随后通入液氮进行快速降温处理，直到300℃时通入氮气或氩气保温30分钟，再自然冷却至室温，制得热处理的WC-Co硬质合金。检测后结果：热处理后的YG10产品密度15.14g/cm3，硬度91.9HRA。对比例1和实施例1相比，区别在于，异丙醇的投加速率为90滴/min。检测后结果：热处理后的产品的综合性能均处于实施例1。对比例2和实施例1相比，区别在于，用甲醇替代所述的异丙醇。检测后，热处理后的产品的综合性能均处于实施例1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升WC‑Co硬质合金硬度的方法，其特征在于，WC‑Co硬质合金在120～140滴/min的异丙醇投加速度下，在1000～1200℃下一段保温30～50min；再后经液氮降温至280～320℃，并保温25～35min；再经自然冷却制得热处理的WC‑Co硬质合金。

【技术特征摘要】
1.一种提升WC-Co硬质合金硬度的方法，其特征在于，WC-Co硬质合金在120～140滴/min的异丙醇投加速度下，在1000～1200℃下一段保温30～50min；再后经液氮降温至280～320℃，并保温25～35min；再经自然冷却制得热处理的WC-Co硬质合金。2.如权利要求1所述的提升WC-Co硬质合金硬度的方法，其特征在于，升温至1000～1200℃下的升温速率为1.5～3℃/min。3.如权利要求2所述的提升WC-Co硬质合金硬度的方法，其特征在于，一段保温的温度为1140～1170℃。4.如权利要求3所述的提升WC-Co硬质合金硬度的方法，其特征在于，一段保温的时间为40min。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭国华，
申请(专利权)人：祁阳华瑞特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43