[发明专利]含锆和铌的硬质合金体及其制备方法

权利要求书

1.一种具有较高塑性变形抗力的硬质合金烧结体，其包括碳化钨、含有至少一种铁族金属或其合金的粘结剂相以及一种或多种固溶体相，其中该固溶体相的每一种包含锆、铌与钨的组合的碳化物和碳氮化物中的至少一种，其中所述烧结体具有至少为0.5的质量比Nb/(Zr+Nb)，其中所述固溶体相的每一种是所述烧结体中唯一的固溶体相，且(i)由锆、铌与钨的组合的碳化物或碳氮化物组成或(ii)包含锆、铌与钨的组合的碳化物或碳氮化物以及钛、铪、钒、钽、铬和钼中之一种或多种的至少一种碳化物、氮化物或碳氮化物，且其中锆和铌的来源包括固溶体碳化物和固溶体碳氮化物的至少一种或二者，该固溶体碳化物基本上由锆和铌组成，该固溶体碳氮化物基本上由锆和铌组成。

2.根据权利要求1的烧结体，其中，该固溶体相是所述烧结体的唯一固溶体相。

3.根据权利要求1或2的烧结体，其中，所述至少一种碳化物、氮化物或碳氮化物是钛、钽和铪中之一种或多种的碳化物、氮化物或碳氮化物。

4.根据权利要求1-3中之任何一项的烧结体，其中，所述粘结剂相包含钴、CoNi合金或CoNiFe合金。

5.根据权利要求4的烧结体，其中，所述粘结剂相还包含铬与钨中一种或两种。

6.根据权利要求1-5中之任何一项的烧结体，其中，所述粘结剂相占所述烧结体总重量的3-15％。

7.根据权利要求1-6中之任何一项的烧结体，其中，所述固溶体相中的锆、铌与钨的组合的碳化物或碳氮化物的总含量占所述烧结体总重量的1-15％。

8.根据权利要求1-7中之任何一项的烧结体，其中，元素钛、铪、钒、钽、铬和钼的总含量不超过所述烧结体总重量的8％。

9.根据权利要求8的烧结体，其中，钛占所述烧结体总重量的1-8％。

10.根据权利要求8的烧结体，其中，钽占所述烧结体总重量的1-7％。

11.根据权利要求8的烧结体，其中，铪占所述烧结体总重量的1-4％。

12.根据权利要求1至11中之任何一项的烧结体，其中，质量比Nb/(Zr+Nb)为0.6或更高。

13.根据权利要求1至12中之任何一项的烧结体，其中，所述烧结体包含至少一种所述碳化物或碳氮化物，并且包含最外层区，该最外层区不存在任何固溶体相，但是富含粘结剂，其深度距所述烧结体的未涂覆表面最高达约50μm。

14.根据权利要求13的烧结体，其在所述粘结剂富集区下面存在一个单一固溶体相，该单一固溶体相在除了所述粘结剂富集区之外的整个所述烧结体范围内均匀分布。

15.根据权利要求1-14中之任何一项的烧结体，其中，在所述烧结体表面上涂覆一个或多个耐磨PVD或CVD层。

16.一种制备根据权利要求1-14中之任何一项的硬质合金烧结体的方法，其包括如下步骤：(a)提供包括碳化钨、含有至少一种铁族金属或其合金的粘结剂金属粉末，以及锆与铌的碳化物和碳氮化物中至少一种的粉末混合物；(b)将所述粉末混合物制成生坯；(c)在1400-1560℃下对所述生坯进行真空烧结或HI P烧结，其特征在于：在步骤(a)中，采用基本上由质量比Nb/(Zr+Nb)至少为0.5的锆与铌组成的碳化物或碳氮化物的粉末状的固溶体形成所述粉末混合物。

17.根据权利要求16的方法，其中，采用的是质量比Nb/(Zr+Nb)为0.6或更高的锆与铌组合的碳化物或碳氮化物的粉末状的固溶体。

18.根据权利要求16或17的方法，其中，采用钴、粉末状CoNi合金或粉末状CoNiFe合金作为所述粘结剂金属粉末。

19.根据权利要求18的方法，其中，所述粘结剂金属粉末还含有铬和钨中之至少一种。

20.根据权利要求16-19中之任何一项的方法，其中，所述粘结剂金属粉末占所述粉末混合物总重量的3-15％。

21.根据权利要求16-20中之任何一项的方法，其中，所述粉末混合物还包括钛、铪、钒、钽、铬和钼中之一种或多种的至少一种碳化物、氮化物或碳氮化物。