[发明专利]一种抗热裂混晶硬质合金及其制备方法

说明书

一种抗热裂混晶硬质合金及其制备方法，由以下按照重量份数计的组分构成：复合硬质相：10～24份粒径为0.4～0.8μm的WC和25～45份粒径为1.0～2.5μm的WC；粘结相：10～14份；耐腐蚀添加剂：0.05～0.3份的Re；碳化铬粉：0.8～1.5份，稀土氧化物粉：0.15～0.5份；抑制剂：0.1～0.5份的Ta。本发明强度高、硬度高，抗热裂性能好，可在热机械腐蚀疲劳的环境下使用。

技术领域

本发明属于合金加工领域，具体地说是一种抗热裂混晶硬质合金及其制备方法。

背景技术

通常情况下，硬质合金的韧性与耐磨性是一对矛盾，强度与硬度是常规检测指标。细颗粒、超细颗粒合金可同时获得高强度和高硬度，但是其韧性差；粗颗粒高粘结相合金的韧性较好，但其强度一般随着硬度的下降而下降。粗颗粒高粘结相硬质合金要达到较好的硬度、强度，常规的方法是采用较长的球磨时间，但如此一来，合金晶粒度下降，使合金韧性下降，导热性下降，这对于在高温、大循环应力条件下使用的硬质合金来说，容易因抗热疲劳性差而导致产品提前失效。

传统的制备混晶硬质合金的方法主要是以一定比例的亚微米尺度的WC粉和微米尺度的WC粉与Co粉进行球磨混合，随后烧结获得双晶结构的硬质合金块体；或者在WC和Co的混合粉末中添加板状晶的W粉，以在烧结后的合金中获得双晶组织的WC-Co硬质合金。这些制备方法中普遍存在着粗大WC的数量和尺寸难以控制、粗大晶粒体积分数较少等缺点，使得硬质合金块体的横向断裂强度和断裂韧性不能达到令人满意的配合，而且，制备工艺过程繁琐，质量较难控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种抗热裂混晶硬质合金，其特征在于，由以下按照重量份数计的组分构成：

复合硬质相：10～24份粒径为0.4～0.8μm的WC和25～45份粒径为1.0～2.5μm的WC；

粘结相：10～14份；

耐腐蚀添加剂：0.05～0.3份的Re；

碳化铬粉：0.8～1.5份，

稀土氧化物粉：0.15～0.5份；

抑制剂：0.1～0.5份的Ta。

所述粘结相为Co。

所述粘结相为Ni。

所述粘结相为Co与Ni的混合物，Co与Ni的的质量比优选为1-3:1。

所述稀土氧化物粉为氧化铈。

一种抗热裂混晶硬质合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

按照设定的原料比例，将WC粉、Co粉、耐腐蚀添加剂、碳化铬粉、稀土氧化物粉、抑制剂混合，在球磨机中球磨混合均匀，加入成型剂成型，得到混合料；

将混合料冷却压送入真空炉中，升温速率4～10℃/min，反应温度1050～1150℃，保温时间3～4小时，得到坯块；

对坯块再次置于球磨机中球磨破碎，然后模压成型；

进行烧结处理，冷却后得到成品硬质合金。

所述成型剂为石蜡。

所述球磨机中处理时，球磨时间维持在18-32小时。

所述烧结时，保温保持在1350-1450℃，维持时间为6-8小时。

本发明制备得到的硬质合金，强度高、硬度高，抗热裂性能好，可在热机械腐蚀疲劳的环境下使用。

具体实施方式