[发明专利]超耐磨高硬度硬质合金钻具材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硬质合金钻具材料及其制备方法，具体地，涉及一种超耐磨高硬度硬质合金钻具材料以及该超耐磨高硬度硬质合金钻具材料的制备方法。

背景技术

钻具是工业生产中应用最为广泛的一种工具，它主要用于在工件上钻孔，例如作为电钻的钻头，或者用于在煤矿开采、石油开采过程中凿洞，例如深井钻具，石油钻具等等。其中，硬质合金钻具因其优良的性能而受到广泛地应用，它不仅能够适应各种复杂材质的钻孔，也可以匹配较高的切削速度，而且硬质合金钻具还具备较好的耐磨性。

然而，随着现代工业的发展，人们对于硬质合金钻具的性能提出了更高的要求，目前传统的硬质合金钻具难以满足更高的硬度要求和耐磨性要求，鉴于此，如何开发出性能更为优良，尤其是耐磨性好以及硬度高的硬质合金钻具，已成为钻具制造行业重点研究的课题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种超耐磨高硬度硬质合金钻具材料的制备方法，该制备方法制造出的硬质合金钻具材料具备优良的耐磨性、超高的硬度和抗弯强度。

本发明的第二个目的是提供一种超耐磨高硬度硬质合金钻具材料，该超耐磨高硬度硬质合金钻具材料通过本发明提供的超耐磨高硬度硬质合金钻具材料的制备方法制得。

为实现上述第一个目的，本发明提供一种超耐磨高硬度硬质合金钻具材料的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：a、取原生WC粉、原生球型Co粉、TaC和Cr3C2通过球磨介质进行研磨84 h-96 h后得到料浆，其中所述WC粉的平均费氏粒度为0.5μm-0.6μm、质量占比为95.7%-94.7%，所述原生球型Co粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为3.5%-4.5%，所述TaC的质量占比为0.3%-0.5%，所述Cr3C2的质量占比为0.2%-0.3%，所述球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇，或者所述球磨介质为硬质合金棒球与120号航空汽油；b、使经历步骤a后的料浆途经不锈钢筛网进入不锈钢容器内；c、待料浆在所述不锈钢容器内静置24小时后，且所述球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇的情况下，将料浆上层的无水乙醇取出；d、将经历步骤c后的料浆加入真空干燥器内干燥；e、待料浆干燥完毕，对料浆进行冷却；f、待料浆中心温度低于20℃时，使料浆途经不锈钢筛网，得到混合干燥料；g、将所述混合干燥料放入混合器内，加入成型剂与所述混合干燥料混合并搅拌混合干燥料，搅拌2 min-3 min后卸出搅拌后得到的料团，其中所述成型剂与所述混合干燥料的配比为每千克混合干燥料配80ml-100ml的成型剂；h、使步骤g得到的料团途经不锈钢筛网后变成混合粉末；i、将所述混合粉末装入不锈钢容器内并将不锈钢容器放入干燥柜中干燥15min-30min后取出混合粉末；j、将经过步骤i的混合粉末装入双层塑料袋后，将装有混合粉末的双层塑料袋放入桶内，并在双层塑料袋中充入惰性气体后封闭双层塑料袋，或者将经过步骤i的混合粉末装入不锈钢容器，并在装有混合粉末的不锈钢容器中充入惰性气体后封闭不锈钢容器；k、取出经历步骤j的混合粉末压制，得到压坯；l、将所述压坯放入真空烧结炉中烧结得到一次烧结制品，控制烧结温度为1400℃-1420℃；m、将所述一次烧结制品放入低压烧结炉内加压烧结得到二次烧结制品，该二次烧结制品为超耐磨高硬度硬质合金钻具材料，其中，低压烧结炉内的加压压力为3 mpa-5 mpa。

优选地，在所述步骤a中，所述硬质合金棒球包括多种尺寸的硬质合金棒球，其中外径为5.5 mm且高度为14.5 mm的硬质合金棒球占15%、外径为7.3 mm且高度为15.6 mm的硬质合金棒球占16%、外径为8.5 mm且高度为16.3 mm的硬质合金棒球占33%、外径为9.5 mm且高度为16.7 mm的硬质合金棒球占33%、外径为10.5 mm且高度为17 mm的硬质合金棒球占3%。

优选地，在所述步骤b中的不锈钢筛网为双层400目不锈钢筛网。

优选地，所述步骤f中的不锈钢筛网为100目-200目不锈钢筛网。

优选地，在所述步骤g中，所述成型剂为VBP、橡胶溶液或石蜡。

优选地，所述步骤h中的不锈钢筛网为80目-100目不锈钢筛网。

优选地，所述步骤i中的干燥柜为蒸汽干燥柜。

优选地，所述步骤j中的惰性气体为氩气或氮气。

优选地，所述制备方法还包括在所述步骤m中，对得到的超耐磨高硬度硬质合金钻具材料进行试样检测的步骤。