[发明专利]一种纳米晶硬质合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米晶硬质合金及其制备方法，具体地，本发明涉及一种铁路线路养护清筛机车用纳米晶硬质合金及其制备方法。

背景技术

铁路线路养护清筛车用L1469型板是铁路线路清筛过程中使用的主要部件和易损部件。该铁路线路养护清筛车用L1469型板属于合金耐磨板领域，根据合金耐磨板的技术原理和要求，本发明的发明人确定该铁路线路养护清筛车用L1469型板主要包括耐磨板母材、纳米晶硬质合金以及焊接工艺等三方面的内容。

现国内铁路线路养护清筛车用L1469型板中，作为该铁路线路养护清筛车用L1469型板的纳米晶硬质合金的选用上，现有技术中的硬质合金这种材料具有一个规律，即硬度提高的同时必然伴随着韧性下降。

因此，如何开发出高性能的铁路线路养护清筛机车用纳米晶硬质合金还有待于进一步研究和亟待开发。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的硬质合金在洛氏硬度提高的同时韧性下降的缺点，提供了一种铁路线路养护清筛机车用纳米晶硬质合金及其制备方法。

本发明提供了一种纳米晶硬质合金，其中，所述纳米晶硬质合金所述纳米晶硬质合金含有粗颗粒碳化钨、纳米颗粒碳化钨和钴粉，且以该纳米晶硬质合金的总重量为基准，所述粗颗粒碳化钨的含量为55-75重量%，所述纳米颗粒碳化钨的含量为15-25重量%，所述钴粉的含量为10-20重量%。

本发明还提供了一种纳米晶硬质合金的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：

（1）将粗颗粒碳化钨、纳米颗粒碳化钨和钴粉的混合颗粒进行机械加压成型处理；

（2）将经步骤（1）成型后的混合颗粒在惰性气体加压的情况下进行烧结处理；

（3）经步骤（2）烧结处理后再进行二次烧结处理；

其中，粗颗粒碳化钨、纳米颗粒碳化钨和钴粉的用量使得制备得到的所述纳米晶硬质合金中含有55-75重量%的粗颗粒碳化钨、含有15-25重量%纳米颗粒碳化钨以及含有10-20重量%的钴粉。

本发明提供的纳米晶硬质合金的洛氏硬度和抗弯强度均会获得较大增长，而且这一特征随着晶粒细化而变得更加突出，该纳米硬质合金不但实现了高硬度和高强度的统一，而且还具有较高的冲击韧性。另外，采用本发明提供的纳米晶硬质合金的制备方法，最终可使该纳米晶硬质合金的内部结构得到充分密实，消除该纳米晶硬质合金内部的收缩应力。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为实施例1制备的纳米晶硬质合金的金相显微组织图；

图2是实施例1制备的纳米晶硬质合金的场发射扫描电镜（FESEM）二次电子显微组织图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明提供了一种纳米晶硬质合金，其中，所述纳米晶硬质合金可以含有粗颗粒碳化钨、纳米颗粒碳化钨和钴粉，且以该纳米晶硬质合金的总重量为基准，所述粗颗粒碳化钨的含量可以为55-75重量%，所述纳米颗粒碳化钨的含量可以为15-25重量%，所述钴粉的含量可以为10-20重量%。

根据本发明，以该纳米晶硬质合金的总重量为基准，所述粗颗粒碳化钨的含量可以为60-70重量%，所述纳米颗粒碳化钨的含量可以为18-23重量%，所述钴粉的含量可以为12-17重量%。

根据本发明，所述粗颗粒碳化钨的的晶粒度可以为6-20μm，优选为9-18μm，更优选为12-14μm，所述纳米颗粒碳化钨的晶粒度可以为0.5-0.8μm，优选为0.6-0.7μm，更优选为0.64-0.68μm，所述钴粉的颗粒度为1-1.5μm，优选为0.3-0.8μm。

根据本发明还提供了一种纳米晶硬质合金的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：

（1）将粗颗粒碳化钨、纳米颗粒碳化钨和钴粉的混合颗粒进行机械加压成型处理；

（2）将经步骤（1）成型后的混合颗粒在惰性气体加压的情况下进行烧结处理；

（3）经步骤（2）烧结处理后再进行二次烧结处理；