一种纳米级硬质合金的加工方法技术

本发明专利技术公开一种纳米级硬质合金的加工方法，其包括如下步骤：将原料仲钨酸铵进行多次煅烧，获得均匀性一致的氧化钨粉；通入氩气将氧化钨粉还原成钨粉，将钨粉配碳后进行高温碳化形成碳化钨；将碳化钨、金属钴、碳化钒、碳化铬、碳化钽、金属铼、金属镍、金属铌和氧化锆按照重量百分比进行添加；将压制成型的硬质合金毛坯放入去杂预烧炉中，获得微孔硬质合金。本发明专利技术的技术方案中，对APT原料进行多次煅烧处理后，得到均匀性一致的氧化钨颗粒，可以将碳化温度提高，得到分布均匀、颗粒细腻的碳化钨，制作成的合金中无500nm以上晶粒夹粗，晶粒的平均粒径为160nm，合金的抗崩性和稳定性均有明显提高。明显提高。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米级硬质合金的加工方法


[0001]本专利技术涉及硬质合金加工
，具体涉及一种纳米级硬质合金的加工方法。

技术介绍

[0002]硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴(C0)或镍(Ni)、钼(M0)为粘结剂，在真空炉或氩气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。现有的硬质合金碳化钨粉末的传统生产工艺流程中，原料仲钨酸铵(APT)采用过筛工艺和低温碳化工艺，导致氧化钨均匀性差，颗粒粗，得到假性碳化钨，达不到纳米级的标准，而提高烧结温度后，金相中经常会出现较多的的夹粗，这也是导致硬质合金产品出现物理性能差的关键因素之一；因此，需要改进或者提供一种新的加工方法解决当前硬质合金由于碳化钨的晶粒分布导致的物理性能差的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提供一种纳米级硬质合金的加工方法，旨在解决现有当前硬质合金由于碳化钨的晶粒分布导致的物理性能差的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出的纳米级硬质合金的加工方法，包括如下步骤：
[0005]将原料仲钨酸铵进行多次煅烧，获得均匀性一致的氧化钨粉，其中，煅烧温度为700℃
‑
900℃；
[0006]通入氩气将所述氧化钨粉配碳后进行900℃
‑
1080℃的高温碳化形成碳化钨；
[0007]将所述碳化钨、金属钴、碳化钒、碳化铬、碳化钽、金属铼、金属镍、金属铌、氧化锆和酒精按照重量百分比为90％～98％∶0.05％～10％∶0.1％～0.8％∶0.1％～0.8％∶0.1％～0.8％∶0.1％～0.4％∶0.05％
‑
10％∶0.1％
‑
0.5％∶0.1
‑
0.5％∶0.3％～2％进行添加湿磨混合，后将重量百分比为1～3.5％的聚乙二醇添加后，湿磨混合形成混合粉末；
[0008]将所述混合粉末放入模具中，从而获得固态的硬质合金毛坯：
[0009]将所述硬质合金毛坯放入去杂预烧炉中，进行预烧脱杂，再进行真空烧结，最后停炉冷却获得纳米级硬质合金。
[0010]优选地，所述将原料仲钨酸铵进行多次煅烧，获得均匀性一致的氧化钨粉，其中，煅烧温度为700℃
‑
900℃的步骤，包括如下步骤：
[0011]将原料仲钨酸铵进行第一次煅烧，其中，给料速度为900
‑
950g/min，工业回转炉得转速为200
‑
300/min，煅烧温度为700℃
‑
720℃；
[0012]将第一次煅烧料后的原仲钨酸铵进行第二次煅烧，其中，给料速度为900
‑
1000g/min，工业回转炉得转速为300
‑
400/min，煅烧温度为750℃
‑
850℃。
[0013]将第二次煅烧料后的原仲钨酸铵进行第三次煅烧，其中，给料速度为1000
‑
1100g/min，工业回转炉得转速为350
‑
400/min，煅烧温度为800℃
‑
850℃。
[0014]将第三次煅烧料后的原仲钨酸铵进行第四次煅烧，其中，给料速度为1000
‑
1100g/min，工业回转炉得转速为350
‑
400/min，煅烧温度为850℃
‑
900℃。
[0015]优选地，所述通入氩气将所述氧化钨粉还原成钨粉，将所述钨粉配碳后进行900℃
‑
1080℃以上的高温碳化的步骤，包括：
[0016]通入氩气将所述氧化钨粉还原成钨粉；
[0017]将所述钨粉配碳后放入耐高温舟皿，将所述耐高温舟皿放入还原炉内，所述碳化炉为三温带碳化炉，其中，第一温带的温度范围为900℃
‑
950℃；第二温带的温度范围为950℃
‑
1000℃；第三温带的温度范围为1000℃
‑
1080℃，所述耐高温舟皿的碳化推速为6
‑
12分钟/舟。
[0018]优选地，所述将原料仲钨酸铵进行多次煅烧，获得均匀性一致的氧化钨粉，其中，煅烧温度为700℃
‑
900℃的步骤，包括如下步骤：
[0019]将原料仲钨酸铵在700℃
‑
900℃的温度范围内进行多次煅烧；
[0020]获得均匀性一致的氧化钨粉，其中，所述氧化钨粉的小球磨鉴定标准包括：矫顽力HC≥42000A/m，无大于500nm夹粗，1cm2样块上400
‑
500nm粗大晶粒少于20个。
[0021]优选地，所述原料仲钨酸铵的粒径范围为15μm
‑
25μm。
[0022]优选地，所述氧化钨的比表面积(BET)范围为1.8
‑
2.2m2/g，氧含量在0.12％以下，化合碳大于6.08％，铁含量小于40ppm。
[0023]优选地，碳化还原炉为双管炉。
[0024]优选地，所述将原料仲钨酸铵进行多次煅烧，获得均匀性一致的氧化钨粉，其中，煅烧温度为700℃
‑
900℃的步骤之后，包括如下步骤：
[0025]将所述氧化钨进行破碎；
[0026]将破碎后的所述氧化钨进行分级。
[0027]优选地，所述将所述混合粉末放入模具中，从而获得固态的硬质合金毛坯的步骤包括：
[0028]所述混合粉末加入有机单体、分散剂和水性溶液，进行有机单体混合，使混合粉末转换为水性悬浮液；
[0029]将引发剂加入到所述水性悬浮液中后注入到预制的微孔模具中，根据所述引发剂提供对应的引发条件；
[0030]获得固态的硬质合金毛坯。
[0031]优选地，所述将所述混合粉末放入模具中，从而获得固态的硬质合金毛坯的步骤包括：
[0032]所述混合粉末加入压制模具中；
[0033]获得固态的硬质合金毛坯。
[0034]本专利技术的技术方案中，对APT原料进行多次煅烧处理后，得到均匀性一致的氧化钨颗粒，再经过氩气还原、配碳，可以将碳化温度提高到900℃
‑
1080℃以上，得到分布均匀、颗粒细腻的碳化钨降低合金金相的夹粗及粗大颗粒，制作成的合金中无500nm以上晶粒，晶粒的平均粒径为160nm，合金的抗崩性和稳定性均有明显提高。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0036]图1为本专利技术纳米级硬质合金的加工方法的流程图。
[0037]图2为不同工艺APT提高碳化温度后的小球磨结果比较。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米级硬质合金的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：将原料仲钨酸铵进行多次煅烧，获得均匀性一致的氧化钨粉，其中，煅烧温度为700℃
‑
900℃；通入氩气将所述氧化钨粉配碳后进行900℃
‑
1080℃的高温碳化形成碳化钨；将所述碳化钨、金属钴、碳化钒、碳化铬、碳化钽、金属铼、金属镍、金属铌、氧化锆和酒精按照重量百分比为90％～98％∶0.05％～10％∶0.1％～0.8％∶0.1％～0.8％∶0.1％～0.8％∶0.1％～0.4％∶0.05％
‑
10％∶0.1％
‑
0.5％∶0.1
‑
0.5％∶0.3％～2％进行添加湿磨混合，后将重量百分比为1％～3.5％的聚乙二醇添加后，湿磨混合形成混合粉末；将所述混合粉末放入模具中，从而获得固态的硬质合金毛坯：将所述硬质合金毛坯放入去杂预烧炉中，进行预烧脱杂，再进行真空烧结，最后停炉冷却获得纳米级硬质合金。2.如权利要求1所述的纳米级硬质合金的加工方法，其特征在于，所述将原料仲钨酸铵进行多次煅烧，获得均匀性一致的氧化钨粉，其中，煅烧温度为700℃
‑
900℃的步骤，包括如下步骤：将原料仲钨酸铵进行第一次煅烧，其中，给料速度为900
‑
950g/min，工业回转炉得转速为200
‑
300/min，煅烧温度为700℃
‑
720℃；将第一次煅烧料后的原仲钨酸铵进行第二次煅烧，其中，给料速度为900
‑
1000g/min，工业回转炉得转速为300
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400/min，煅烧温度为750℃
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850℃。将第二次煅烧料后的原仲钨酸铵进行第三次煅烧，其中，给料速度为1000
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1100g/min，工业回转炉得转速为350
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400/min，煅烧温度为800℃
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850℃。将第三次煅烧料后的原仲钨酸铵进行第四次煅烧，其中，给料速度为1000
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1100g/min，工业回转炉得转速为350
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400/min，煅烧温度为850℃
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900℃。3.如权利要求1所述的纳米级硬质合金的加工方法，其特征在于，所述通入氩气将所述氧化钨粉配碳后进行900℃
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1080℃的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志虎，周小瑜，王明，
申请(专利权)人：株洲湘钨超硬材料有限公司，
类型：发明
国别省市：