[发明专利]一种基于高温高强度粘结相的硬质合金材料

说明书

本发明涉及一种基于高温高强度粘结相的硬质合金材料，所述硬质合金材料由以下重量百分比的组分组成：1～20％粘结相，80％～99％硬质相，其特征在于：所述粘结相为CoCrAlY，所述粘结相中各元素的重量百分比为：Co：43～74.5％，Cr：20～40％，Al：5～15％，Y：0.5～2％。本发明基于高温高强度粘结相的硬质合金材料，通过向硬质相中加入精确含量的CoCrAlY粘结相用于制作硬质合金工具，这样制得的硬质合金材料具有意想不到的效果：粘结相高温强度好，制得的硬质合金工具高温强度高、硬度高；硬质合金工具表面能够形成致密氧化铝保护膜，抗氧化温度达到1000℃以上，并且抗硫化和抗各种介质腐蚀，硬质合金工具可在高温和恶劣的环境下工作。

技术领域

本发明属于无机材料领域，涉及一种合金材料，具体涉及一种基于高温高强度粘结相的硬质合金材料。

背景技术

硬质合金号称“工业的牙齿”，是一种高效工具材料和结构材料，主要应用于数控机床精密加工刀具技术领域，还可用于模具和凿岩、矿山、建筑等工程机械耐磨技术领域，对工业发展和科技进步起到了重要的推动作用。

传统硬质合金是以Co、Ni、Fe单质元素为粘结相、以WC为硬质相。随着使用温度的升高，特别是在400℃以上，Co、Ni、Fe单质元素为粘结相和WC硬质相开始发生氧化，WC氧化生成WO3，Co氧化生成CoWO4，氧化物疏松多孔，不具有保护性，导致传统硬质合金抗弯强度、硬度等性能显著降低，高温使用寿命也显著降低。文献1(徐涛，硬质合金高端产品及新材料发展趋势分析，硬质合金，2011，28(6)：395-402)报道了采用Ni3Al合金代替Co作为硬质合金粘结相。然而，镍铝合金依据铝的含量不同存在多种相，不同相的物理化学性能不同，采用Ni3Al合金作为硬质合金粘结相，存在硬质合金产品质量性能不可控的问题。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种基于高温高强度粘结相的硬质合金材料。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于高温高强度粘结相的硬质合金材料，所述硬质合金材料由以下重量百分比的组分组成：1～20％粘结相，80％～99％硬质相，其特征在于：所述粘结相为CoCrAlY，所述粘结相中各元素的重量百分比为：Co：43～74.5％，Cr：20～40％，Al：5～15％，Y：0.5～2％。

优化地，所述硬质相为WC。

优化地，所述WC的粒度为0.1～1.5μm，所述CoCrAlY的粒度为2～10μm。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明基于高温高强度粘结相的硬质合金材料，通过向硬质相中加入精确含量的CoCrAlY粘结相用于制作硬质合金工具，这样制得的硬质合金材料具有意想不到的效果：粘结相高温强度好，制得的硬质合金工具高温强度高、硬度高；硬质合金工具表面能够形成致密氧化铝保护膜，抗氧化温度达到1000℃以上，并且抗硫化和抗各种介质腐蚀，硬质合金工具可在高温和恶劣的环境下工作。

具体实施方式

本发明基于高温高强度粘结相的硬质合金材料，所述硬质合金材料由以下重量百分比的组分组成：1～20％粘结相，80％～99％硬质相，其特征在于：所述粘结相为CoCrAlY，所述粘结相中各元素的重量百分比为：Co：43～74.5％，Cr：20～40％，Al：5～15％，Y：0.5～2％。本发明基于高温高强度粘结相的硬质合金材料，通过向硬质相中加入精确含量的CoCrAlY粘结相用于制作硬质合金工具，这样制得的硬质合金材料具有意想不到的效果：粘结相高温强度好，制得的硬质合金工具高温强度高、硬度高；硬质合金工具表面能够形成致密氧化铝保护膜，抗氧化温度达到1000℃以上，并且抗硫化和抗各种介质腐蚀，硬质合金工具可在高温和恶劣的环境下工作。