[发明专利]一种碳化钨铝-镍硬质合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼，具体涉及一种碳化钨铝-镍硬质合金及其制 备方法。

背景技术

碳化钨(WC)是一种由碳原子嵌入钨的金属晶格中形成的填隙 化合物。由于碳原子并没有改变原有金属钨晶格的结构，所以碳化钨 既拥有与钨相近的高熔点和高耐磨性，还具备了可以和金刚石相媲美 的硬度。但是纯碳化钨脆性很大，为了解决脆性问题，用铝原子替代 部分钨原子在碳化钨晶格中的位置，就制得了碳化钨铝((WAl)C)。 碳化钨铝在拥有碳化钨优良性能的基础上兼具了铝的质轻、延展性好、 抗氧化性好等特点，同时解决了碳化钨脆性大的问题。因此，碳化钨 铝广泛应用于机械加工、玻璃切割、锻模、轧辊、油井及矿山的开凿 钻具、电触点材料等领域。

为了进一步改进碳化钨铝的性能，现有技术中还公开了在碳化钨 铝中添加其他合金元素制备硬质合金的方案，中国CN100406599C公 开了一种碳化钨铝合金烧结体，其制备方法为：取碳化钨铝合金粉末 与钴粉混合，在温度为1300℃～1600℃、真空度为1×10^-2～1×10^-1、压 力为10MPa～37.5MPa的条件下热压烧结30min得到碳化钨铝-钴硬质 合金烧结体。

在上述专利中，通过添加钴粉末采用热压烧结方法制备碳化钨铝 -钴硬质合金。然而，由于钴属于稀有金属，成本高，而且容易氧化和 碳化，导致硬质合金的脆性增大。

与金属钴相比，镍具有很好的延展性和耐腐蚀性，价格相对较低， 可以考虑在碳化钨铝中添加镍来改进碳化钨铝的性能，但参照上述专 利中的热压烧结方法制备碳化钨铝-镍硬质合金时，镍在压力作用下流 动性增加，因此会使镍相和碳化钨铝相分布不均，从而降低烧结体的 密度，影响硬质合金的性能，真空度较低，容易造成O₂，N₂的污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种碳化钨铝-镍硬质合金， 该硬质合金中镍相与碳化钨铝相分布均匀，相对密度高。本发明还提 供一种碳化钨铝-镍硬质合金的制备方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种碳化钨铝-镍硬质合金， 组成式为(W_1-xAl_x)C_y-Ni，其中x＝0.01～0.95，y＝0.5或1.0，(W_1-xAl_x)C_y与Ni按重量比为6～30∶1。

优选的，所述x＝0.10～0.86。

优选的，所述(W_1-xAl_x)C_y与Ni按重量比为10～20∶1。

优选的，所述硬质合金相对密度大于98％。

本发明还一种碳化钨铝-镍硬质合金的制备方法，包括：

a)按照权利要求1至4任一项所述的硬质合金中的元素比例将 (W_1-xAl_x)C_y粉末与Ni粉末混合得到粉末混合料；

b)所述粉末混合料在400MPa～500MPa的压力下压制成型得到压 坯；

c)将步骤b)得到的压坯在温度为1380℃～1500℃、真空度小于 1×10^-3Pa的条件下烧结，得到碳化钨铝-镍硬质合金。

优选的，所述步骤b)的压制成型的压力为430MPa～470MPa。

优选的，所述步骤c)中的真空度为1×1^-4～1×10^-3Pa。

优选的，所述步骤c)中的烧结温度为1400℃～1470℃。

优选的，所述步骤c)中烧结时间为30min～90min。

优选的，所述制备方法还包括：

d)将步骤c)制得的碳化钨铝-镍硬质合金烧结体进行抛光处理。