[发明专利]一种轻质高强度钛基细晶粒硬质合金材料制备方法

说明书

本发明提供一种轻质高强度钛基细晶粒硬质合金材料制备方法，包括以下步骤：S1、准备原料：WC：20%‑50%、TiC：20‑50%、Co粉末：8%‑15%、Ni粉末：5%‑20%、Cr：3％‑5％、Fe粉：5％‑10％、Cu粉：2‑5％。本发明提供的轻质高强度钛基细晶粒硬质合金材料制备方法，使得硬质合金棒材料整体密度达到较低的理想水平，且晶粒度变细，使得产品整体硬度更佳；保证了原料粉末颗粒无团聚，组织分部均匀，在制备过程中易于快速烧结，避免与粘结剂发生有害反应，采用该硬质合金材料具有硬度好、强度高、质量低、耐磨性高、使用寿命长优良特性，保证了硬质合金的韧性，而且无需采用WC粗细搭配的方式，而且工艺控制简，非专业工作人员容易上手，加大的降低了制备难度。

技术领域

本发明涉及硬质合金领域，尤其涉及一种轻质高强度钛基细晶粒硬质合金材料制备方法。

背景技术

硬质合金，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。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。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。

硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，被誉为“工业牙齿”，用于制造切削工具、刀具、钻具和耐磨零部件，广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域，然而现有的钛基细晶粒硬质合金材料制备工艺存在一定的问题，比如制备过程较为复杂，需要资深的专业人员才能进行制备，严重的降低了制备效率，而且现有的硬质合金材料的硬度效果不明显，而且耐磨性较差，以至于硬质合金材料不能不同领域进行使用。

因此，有必要提供一种轻质高强度钛基细晶粒硬质合金材料制备方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种轻质高强度钛基细晶粒硬质合金材料制备方法，解决了制备过程较为复杂，需要资深的专业人员才能进行制备，且耐磨性较差，以至于硬质合金材料不能不同领域进行使用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的轻质高强度钛基细晶粒硬质合金材料制备方法，包括以下步骤：

S1、准备原料：WC：20％-50％、TiC：20-50％、Co粉末：8％-15％、Ni 粉末：5％-20％、Cr：3％-5％、Fe粉：5％-10％、Cu粉：2-5％；

S2、球磨：将S1中准备的WC、TiC、Co粉末、Ni粉末、Cr、Fe粉、Cu 粉置入球磨机中，进行球磨处理，然后真空干燥，得到混合均匀的混合物后，再在氢气氛围还原，得到合金粉末；

S3、渗碳：将S2中的合金粉末制成型，并且采用真空烧结，紧接着采用低压烧结，得到预烧结基体，再将预烧结基体置于氢气气氛中，进行渗碳处理，得到钛基细晶粒硬质合金；

无需采用WC粗细搭配的方式，而且工艺控制简，非专业工作人员容易上手，加大的降低了制备难度，使得硬质合金棒材料整体密度达到较低的理想水平，且晶粒度变细，使得产品整体硬度更佳；保证了原料粉末颗粒无团聚，组织分部均匀，在制备过程中易于快速烧结，避免与粘结剂发生有害反应，且采用该硬质合金材料制作的刀具具有硬度好、强度高、质量低、耐磨性高、使用寿命长等优良特性，非常符合硬质合金钻头、铣刀、合金钢、钛合金等加工要求；而且渗碳过程中，稀土可以减缓Co相中WC的溶解析出，进而大大减缓了WC晶粒的长大，这为制备高性能硬质合金提供必要条件，以及通过控制渗碳时间就能实现对梯度层后的控制，这为制得优质的硬质合金提供了必要条件，保证了硬质合金的韧性。