[发明专利]一种含金属间化合物粘结相的硬质合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种含金属间化合物粘结相的硬质合金材料的制备方法，其特征是先制备Ni(OH)2包覆含碳Al(OH)3的复合粘结相，和Ni(OH)2包覆WC颗粒的复合硬质相,二者混合后经过球磨、过滤、干燥等工序后压制成型，最后进行两段气氛烧结，即在低温下Ar/H2气氛中形成Ni与Al2O3，在高温下N2中Al2O3与周围C和N2反应生产AlN，AlN与Ni发生反应而形成Ni3Al，制成含金属间化合物粘结相的硬质合金。本发明克服了现有的技术中Al易氧化，破碎和均匀分散困难、易挥发损失和烧结迁移易形成孔隙的问题，在烧结过程中原位形成Ni3Al相，且实现在硬质相周围的均匀分布，制备出的硬质合金可用于切削刀具与抗氧化的零部件制造。

技术领域

本发明涉及一种硬质合金的制备方法，特别是含金属间化合物粘结相的硬质合金制备方法，属于硬质材料和切削刀具领域。

背景技术

硬质合金具有高硬度、高耐磨性和高红硬性，被广泛地用作切削刀具、矿山工具和耐磨零件等，但是硬质合金的主要粘结相金属Co在高温下强度硬度降低，而且属于稀缺战略资源，寻找新的硬质合金粘结相代替Co将有利于扩大其应用领域。金属间化合物Ni3Al的成本相对更低，而且其屈服强度在峰值温度以下具有正温度效应，具有优异的高温强度、蠕变抗力和高的比强度，是硬质合金Co粘结相的理性替代物。ZL201110071828.2发明了一种镍-铝金属间化合物Ni3Al为粘结相的硬质合金及制备方法，所述硬质合金包含硬质相和粘接相，还包含质量百分比为0.0025％～0.0252％的B元素，粘结相体积百分比为10％～40％；所述制备方法依次包括：按Ni24Al的成分比例，把5.04wt％～50.30wt％的镍粉、铝粉与余量碳化物粉末混合均匀；置于石墨容器中铺平厚度≤50mm，在非氧化性气氛下，以≤5℃/min的升温速度加热至1100℃～1200℃，保温1小时以上，然后自然冷却，获得碳化物与Ni3Al的混合物；碾磨、破碎、过筛，获得120μm以下的碳化物与Ni3Al的混合粉末；脱氧预处理；再添加将0.0025wt％～0.0252wt％的B粉，湿磨混合18～36小时；混合料制成压坯；经1350℃～1550℃低压液相烧结后获得Ni3Al为粘结相的硬质合金。

但是，目前引入Ni3Al的方法是基于Ni、Al金属粉末的混合和烧结成Ni3Al然后再破碎形成粉末加入。此种方法存在着以下问题：如Ni、Al粉末反应形成Ni3Al过程中Al易挥发，反应难以控制，预制Ni3Al后还需经过破碎过程，因此工艺复杂且破碎的Ni3Al金属间化合物粒度控制和后续球磨均匀分散控制困难。

发明内容