[发明专利]一种超细硬质合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种硬质合金的制备方法，具体是一种超细硬质合金的制备方法。

背景技术

超细硬质合金因其具有高硬度、高耐磨性和高强度等性能，具有十分广泛的用途。由于超细粉体具有很高的表面活性，在烧结过程中烧结炉内的钙（Ca）、硫（S）等杂质元素会吸附在超细硬质合金表面形成杂质相，影响合金的表面色泽、光洁度和粗糙度。

2007年第25期《INT J REFRACT MET H》（国际难熔金属与硬质材料）166～170页中《Surface adsorption phenomenon during the preparation process of nano WC and ultrafine cemented carbide》(纳米碳化钨和超细硬质合金在制备过程中的表面吸附现象)一文提到：对于需在合金基体上进一步涂层处理的产品，合金表面灰黑杂质相的存在会对合金基体与涂层之间的附着力存在致命的影响。这种表面吸附并形成杂质相的超细硬质合金表面粗糙，涂层附着力低，严重影响超细硬质合金的使用寿命。

公开号为CN1544675的中国专利《超细硬质合金的制备方法》中公开的制备方法包括配料、湿磨、干燥、压制成型和烧结工序；配料选用费氏粒度为0.3～0.7μm的超细WC粉和5.5～7.0wt％的Co粉、0.2～0.5wt％VC粉、0.2～0.8wt％Cr₃C₂粉；烧结工序采用5～10MPa的低压烧结；Cr₃C₂和VC的最佳配比为Cr₃C₂∶VC＝2.2～1.1。其缺陷在于：球磨过程中Cr₃C₂、VC分散不均匀，易造成Cr、V偏析问题，同时，当VC加量接近Cr₃C₂时，合金抗弯强度会有所降低。

公开号为CN1480545的中国专利《超细硬质合金的制备方法》公开的制备方法包括：配料、湿磨、干燥、压制成型和烧结等工序，配料选用HCP值为38.5～41KA/m的WC粉和11～13wt％的Co粉，并加入0.3～0.5wt％的VC、0.8～1.0wt％的Cr₃C₂，配料计算时，碳平衡值为+0.18～+0.21％。其缺陷在于：碳平衡值偏高，碳量易出现分布不均，较容易出现碳化钨（WC）异常长大。由于碳平衡值越高，合金中碳分布的均匀性会越差，影响合金的综合性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物理性能优异的超细硬质合金的制备方法，以解决超细硬质合金表面吸附杂质相的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明的超细硬质合金的制备工艺包括配料、球磨、压制成型和烧结工序；配料选用费氏粒度为0.4～0.6μm的超细碳化钨（WC）和6～10.5wt%、费氏粒度为1.0～1.5μm的钴（Co）粉；其中超细碳化钨（WC）中含有0.42～0.58wt%铬（Cr）和0.16～0.28wt%钒（V）；Cr:V=2.6～2.0；控制碳平衡值为+0.06～+0.11%；球磨用己烷和石蜡作为研磨介质和成型剂；烧结采用真空烧结快冷炉正压烧结。

一种超细硬质合金的制备方法，包括配料、球磨、压制成型和烧结工序；所述的制备方法具体步骤如下：

步骤一 配料

将费氏粒度为0.4～0.6μm的碳化钨（WC）、费氏粒度为1.0～1.5μm的钴（Co）粉按重量配比混合；其中碳化钨（WC）含有0.42～0.58wt%的铬（Cr）和0.16～0.28wt%的钒（V）。

使用含Cr、V元素的WC制备超细硬质合金，避免了在混合料中加入碳化铬（Cr₃C₂）、碳化钒（VC）球磨混合导致的Cr、V难以分布均匀的缺点。

步骤二 球磨

在上述配料中按每公斤混合料加入球磨介质己烷，液固比500mL/Kg，球料比5:1；成型剂石蜡10～25g、表面活性剂硬脂酸0.5～1.5g,一起进行滚动球磨，球磨时间48～60小时。

步骤三 压制成型

将球磨后的料浆过滤后进行喷雾干燥制粒，再通过压机压制成型，压制压力200MPa，制得合金半成品毛坯。

步骤四 烧结

将制得的合金半成品毛坯放置在真空烧结快冷炉中脱除成型剂及高温烧结；烧结温度1360～1400℃；保温时间60～90min；在烧结温度冲入氩气进行正压处理，压力1～6MPa。