[发明专利]一种硬质合金及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种硬质合金，尤其是一种用于饮用水系统的耐腐蚀硬质合金材质及其制备方法。

背景技术

对于耐腐蚀硬质合金材质的开发有很多，如现有技术一：申请日为1989.12.20，申请人为：上海工业大学，发明人为隋永江;王兴庆;何宝山;余忠荪，专利号为CN89109499.7，公开了一种用于制造耐腐蚀机械密封件的摩擦副及其它耐磨蚀耐磨损零件的材料，该材料是在 WC-Ni合金基础上添加稀土金属Ce、La构成  WC-Ni-(Ce+La)系硬质合金，在酸性和碱性介质中均有良好的耐腐蚀性和耐磨性。现有技术二：申请日为1989.12.20，申请人为上海材料研究所，发明人为林春芳;杜玉国;孙丹;刘莹华;陈蓓瑾，专利号为CN201110338775.6，公开了一种分离机用耐磨耐腐蚀硬质合金材料及其制备方法，该硬质合金材料由以下组分及重量份含量组成：碳化钨WC：85-92、镍Ni：7-10、铬Cr：1-2、钴Co：1-2、铈-钴合金Ce-Co：0.05-0.5，该材料具有耐磨、耐腐蚀，强度高、寿命长等优点。现有技术三：申请日为.2011.10.21，申请人为四川科力特硬质合金股份有限公司，发明人为苏华;杨剑忠;谷亩;张晓艳，专利号为CN201110323031.7，公开的一种添加Mo、Cr等金属元素的碳化物，含有如下重量百分比的成分：Ni 7.3%～7.7%、Cr₃C₂ 0.6%～1.0%、Mo 0.3%～0.7%、WC粉余量，解决现有镍基耐海水腐蚀合金存在硬度和耐磨性不高、生产成本高、性价比低等技术问题。

硬质合金使用领域较广，并以其耐腐蚀性能而逐步应用于城市饮用水输送系统中，为了保证公众的健康，要求硬质合金材质除需要具有良好的耐水中长时间浸泡腐蚀性能及耐磨性能外，还必须满足在水中的元素微小析出量的严格要求。国际上公认的标准是英国标准BS6920-1:2000以及BS6920-2.6:2000，即硬质合金产品（表面积15000mm²）在水中6次浸泡24小时后，合金中Ni元素的析出量≤20μg/L。上述三种现有技术涉及的材质所生产的产品都具备一定的耐腐蚀能力。但是，这些材质一般只适合生产机械密封件、摩擦副等产品，其使用过程只要求能够降低产品因受到腐蚀而增加的磨损量，还无法满足产品元素析出量的严格要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐磨、耐水中浸泡腐蚀性能好，元素析出量符合标准，生产过程工艺简单，成本低的应用于饮用水系统中的硬质合金的新材质及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明硬质合金由硬质相WC、粘结相Ni作为基体，以Cr及Cr₃C₂复合添加于基体形成W-Ni-Cr系硬质合金。其硬质合金混合料各组分重量百分比组成如下：粘结相Ni粉含量9-10%，金属元素Cr粉含量0.8-1.2%，Cr₃C₂粉含量0.2-0.3%，其余为WC粉；

上述硬质合金混合料各组分重量百分比组成优选为：粘结相Ni粉含量9-10%，金属元素Cr粉含量0.96-1.2%，Cr₃C₂粉含量0.24-0.3%，其余为WC粉；

上述基体材料WC粉费氏粒度1.0-1.2μm，粘结相Ni粉经400目过筛、铬粉经320目过筛，碳化铬粉经400目筛网过筛。

按上述重量配比后，通过粉末冶金方法获得细晶粒硬质合金的重量百分比为：Ni为9.0 %～10.0% ，Cr元素总添加量1.0 %～1.5% ，WC余量且WC平均晶粒度0.6-0.8μm；Ni为9.0 %～10.0% ，Cr元素总添加量1.0 %～1.5% ，WC余量且WC平均晶粒度0.6-0.8μm；优选为：Ni为9.0 %～10.0% ，Cr元素总添加量1.2 %～1.5% ，WC余量且WC平均晶粒度0.6-0.8μm；