[发明专利]一种低温低压烧结WC-8Co硬质合金

说明书

为了改善WC‑Co硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种低温低压烧结WC‑8Co硬质合金。采用WC粉末、Co粉末为原料，烧结温度对硬质合金的力学性能影响很大。过高的烧结温度会导致烧结过程转变为液相烧结，产生大量的液相迁移及界面，使硬质合金内部的物相分布不再均匀，造成硬质合金力学性能的降低。过低的烧结温度会导致烧结过程为固相烧结，产生大量的元素迁移，同样使硬质合金内部的物相分布不再均匀。当烧结温度未达到最佳烧结温度时，硬质合金的力学性能会随着烧结温度的升高而升高。所制得的低温低压烧结WC‑8Co硬质合金，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的WC‑Co硬质合金提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种低温低压烧结WC-8Co硬质合金。

背景技术

硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。WC-Co硬质合金具有较高强度、抗冲击性以及较好的耐磨性，因此在刀具、耐磨零件、冷成型工具等领域具有广泛应用，已成为现代社会不可缺少的重要材料。

硬质合金属于脆性材料，硬度和强度即耐磨性和韧性之间的矛盾一直是困扰其发展的主要因素。尤其是随着各种精密仪器、模具、刀具及电子通信技术的飞速发展，对WC-Co硬质合金的性能要求越来越高。

发明内容

本发明的目的是为了改善WC-Co硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种低温低压烧结WC-8Co硬质合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

低温低压烧结WC-8Co硬质合金的制备原料包括：WC粉末、Co粉末。

低温低压烧结WC-8Co硬质合金的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入球磨机中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，研磨体为直径15mm的硬质合金球，球磨机转速为90r/min，球料比为6：1，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃，随后加入SD橡胶作为成形剂进行制粒。将制好的粉末加至万能试验机中进行压制成形，压制压力为180MPa。将制好的压坯放入真空热压炉中进行烧结，烧结温度为1460℃，保温时间为90min，低压压力为1MPa，保压90min。

低温低压烧结WC-8Co硬质合金的检测步骤为：密度采用JA2103万分之一天平测定，抗弯强度采用WE100拉伸机上用三点弯曲方法测定，硬度采用ARK600硬度计测定，微观结构采用XB型光学显微镜分析。

所述的低温低压烧结WC-8Co硬质合金，烧结温度对硬质合金的力学性能影响很大。过高的烧结温度会导致烧结过程转变为液相烧结，产生大量的液相迁移及界面，使硬质合金内部的物相分布不再均匀，造成硬质合金力学性能的降低。过低的烧结温度会导致烧结过程为固相烧结，产生大量的元素迁移，同样使硬质合金内部的物相分布不再均匀，造成硬质合金力学性能的降低。当烧结温度未达到最佳烧结温度时，硬质合金的力学性能会随着烧结温度的升高而升高。

所述的低温低压烧结WC-8Co硬质合金，具有最优力学性能的硬质合金，其内部应当有适当的液相流动，具有较大的物相接触面积，具有更高的原子扩散通量。当烧结温度为1180℃时，硬质合金内部兼具这些优异的特点，此时硬质合金的力学性能达到最佳。而在烧结过程中所施加的烧结压力则可以保证硬质合金具有更致密的内部结构。

所述的低温低压烧结WC-8Co硬质合金，密度对硬质合金的性能有着直接影响。通常情况下，硬质合金的密度越高，其力学性能越好。制得的硬质合金，其密度、硬度和抗弯强度分别为23g/cm³、152HRA和2358MPa。力学性能高于常规WC-8Co硬质合金。