[发明专利]适用于切削高锰钢的硬质合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于切削高锰钢的硬质合金及其制备方法，适用于切削高锰钢的硬质合金含有的组分及各组分重量百分比如下：6.2～12.5％的Co粉、3～6.0％的TaC粉，余量为费氏粒度0.4～0.8μm的超细WC粉，总计100％。本发明实现了合金强度和显微硬度的良好匹配，提高了硬质合金的综合性能以及抗热冲击和抗热塑变的能力。

技术领域

本发明涉及一种适用于切削高锰钢的硬质合金及其制备方法。

背景技术

目前，涂层硬质合金数控刀片由于兼具良好的韧性、耐磨性和热稳定性，已被广泛应用于各类金属材料的切削加工领域。高锰钢是指锰含量在11％以上的合金钢，高锰钢由于不仅强度高，而且耐磨性也很好，因此在采石、采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁等行业得到日益广泛的应用。高锰钢在切削时有以下特点：1)加工硬化严重，使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏；2)切削温度高，刀具磨损严重，耐用度降低；3)断屑困难，切削时切屑不易蜷曲和折断；4)尺寸精度不易控制。

由于高锰钢的切削特点，刀具材料不仅要有红硬性高，耐磨性好，而且要有良好的强度、韧性和导热系数，对于涂层硬质合金刀来说，就是要实现上述5项综合性能的完美结合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种适用于切削高锰钢的硬质合金，它实现了合金强度、显微硬度和高导热系数的良好匹配，提高了硬质合金的综合性能以及抗热冲击和抗热塑变的能力。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种适用于切削高锰钢的硬质合金，它含有的组分及各组分重量百分比如下：

6.2～12.5％的Co粉、3～6.0％的TaC粉，余量为费氏粒度0.4～0.8μm的超细WC粉，总计100％。

适用于切削高锰钢的硬质合金的组分中还添加0.2～0.8wt％的晶粒长大抑制剂。

晶粒长大抑制剂和Co粉的重量比为(0.03～0.06)：1。

所述晶粒长大抑制剂为VC+Cr₃C₂。

本发明还提供了一种适用于切削高锰钢的硬质合金的制备方法，方法的步骤中含有：

依次进行配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型和烧结工序；其中，湿磨的球料重量比为(4.0～5.0)：1，液固比为350～450ml/Kg，球磨时间为72～120h；烧结工序中的烧结温度为1410～1430℃。

进一步，烧结采用多气氛压力烧结。

采用了上述技术方案后，通过本发明的组分及各组分重量百分比的设计，实现了合金强度和显微硬度的良好匹配，提高了硬质合金的综合性能以及抗热冲击和抗热塑变的能力。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

配料时选用重量百分比为6.2％的Co粉，3.0％的TaC粉，VC+Cr₃C₂为0.2％，余量为费氏粒度为0.8μm WC粉，以上组分总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为375ml/Kg，球料重量比为4:1,球磨时间为84小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于压力烧结炉内以1430℃进行烧结。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的硬质合金的标准产品，其WC平均晶粒度为0.8μm，抗弯强度为3000MPa，硬度Hv₃₀1810。

实施例二：