[发明专利]一种新型含片状晶WC-10Co硬质合金

说明书

为了改善WC‑Co硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种新型含片状晶WC‑10Co硬质合金。采用粒径为4.3μm的中颗粒W粉为原料，高温氢还原、碳辅助氢还原及二次球磨的工艺能够制备具有高度扁平化程度的薄片状W颗粒及呈含片状晶的复合粉末。采用该复合粉末制备的硬质合金具有孔隙度小、致密化程度高的特点。所制得的新型含片状晶WC‑10Co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，尤其涉及一种新型含片状晶WC-10Co硬质合金。

背景技术

WC-Co硬质合金兼具良好的韧性、硬度、耐磨性等综合性能，被广泛应用于矿用、切削、模具等各个领域，已成为现代社会不可缺少的重要材料。超粗硬质合金具有较高的红硬性及良好的抗热疲劳、抗热冲击性能，广泛应用于极端工况条件下的采矿、挖路及冲压模、冷镦模、轧辊等领域。而超细WC-Co硬质合金具有比普通WC-Co硬质合金更高的硬度、更好的耐磨性、更高横向断裂强度以及更良好的断裂韧性等优越性能，被广泛应用于金属切削加工、耐磨零件等领域，具有巨大的市场需求。

在板状晶硬质合金中，微裂纹通过裂纹偏转、桥接或拔出、穿晶断裂等各种不同的途径扩展。因而，板状晶硬质合金显示出较高耐磨性、韧性等综合性能，在车削、钻削、铣削等各种加工领域及用作涂层硬质合金基体等方面显示出极好的效果，是硬质合金领域中的一个新的发展方向。

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，设计了一种新型含片状晶WC-10Co硬质合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

新型含片状晶WC-10Co硬质合金的制备原料包括： 粒径为4.3μm的中颗粒W粉。

新型含片状晶WC-10Co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，配好后进行高温氢还原反应，反应温度为820℃。反应结束后将粉末加至球磨罐中进行湿磨，球磨机转速为90r/min，球料比为9：1，球磨时间为32h。球磨结束后，将制得的粒料进行碳辅助氢还原，随后再次进行球磨，球磨时间为48h。将制得的具有高扁平化程度的薄片状W粉进行真空干燥，随后加入液压机中压制成形。将制好的压坯放入低压烧结炉中进行烧结，烧结温度为1450℃，保温时间为90min。

新型含片状晶WC-10Co硬质合金的检测步骤为：粉末的比表面积和费氏粒度采用S3100比表面测定仪和费氏粒度仪，显微组织结构采用QU00扫描电镜，洛氏硬度采用LR300洛氏硬度计，维氏硬度采用LV700维氏硬度计。

所述的新型含片状晶WC-10Co硬质合金，高温氢还原、碳辅助氢还原及二次球磨的工艺能够制备具有高度扁平化程度的薄片状W颗粒及呈含片状晶的复合粉末。采用该复合粉末制备的硬质合金具有孔隙度小、致密化程度高的特点。

所述的新型含片状晶WC-10Co硬质合金，制取综合性能优良的硬质合金的工艺参数为：烧结温度1450℃，烧结时间90min。制得的硬质合金洛氏硬度达HRA99.5，与超细晶硬质合金的洛氏硬度相当。

所述的新型含片状晶WC-10Co硬质合金，片状晶混合粉末的引入能够有效抑制烧结过程中硬质合金晶粒的长大，这一特性有效提高了硬质合金的硬度及韧性，使其硬度和韧性值远高于超细晶硬质合金。

本发明的有益效果是：