[发明专利]碳均匀分布的含晶粒抑制元素的非均匀双晶硬质合金及其制备方法

说明书

本发明公开了碳均匀分布的含晶粒抑制元素的非均匀双晶硬质合金及其制备方法，包括：将碳、晶粒抑制元素均匀分布的氧化钨粉末、粗WC粉末、钴粉、石蜡按比例混合，所得混合物经球磨处理得到球磨混料；球磨混料经压制成型，所得造型体在惰性气氛下，升温至烧结温度，进行加压保温，即得产物。本发明碳均匀分布的含晶粒抑制元素的非均匀双晶硬质合金及其制备方法有效控制晶粒尺寸，避免粗细WC在烧结过程中的均匀化，提高非均匀硬质合金的多晶粒尺度分布，提高非均匀硬质合金的强韧性等产品性能，同时有效降低超细WC粉末的生产成本，简化生产流程，增加双晶硬质合金的应用领域，促进双晶硬质合金品类行业的发展。

技术领域

本发明属于粉末冶金的技术领域，涉及碳均匀分布的含晶粒抑制元素的非均匀双晶硬质合金及其制备方法。

背景技术

钨钴类硬质合金由高强度的WC硬质相和高韧性的Co粘剂相复合而成，具有硬度高、耐磨、耐热、耐腐蚀等优良特性，被广泛应用于国防、军工、工程制造等核心技术领域，近年来，随着科学技术的进步，对钨钴类硬质合金性能的要求不断提高。

目前，提高钨钴类硬质合金性能的主要方法包括：调整WC晶粒的尺寸和调整合金的微观组织结构。其中，调整合金的微观组织结构包括制备梯度合金结构和制备兼具粗细WC晶粒的双晶结构。其中，制备兼具粗细WC晶粒的双晶结构尽管优势很大，但需要特殊制备的超粗以及超细WC粉末，成本很高、生产条件苛刻，并且这种方法制得的硬质合金在烧结过程中会产生粗细WC粉末聚集长大的现象，难以控制晶粒尺寸，难以避免粗细WC在烧结过程中的均匀化，而这一情况又直接影响硬质合金的多晶粒尺度分布，恶化硬质合金的强韧性等产品性能。

综合上述，针对现有的双晶硬质合金的原料成本和生产条件存在的问题，需要提供一种新型钨钴类非均匀硬质合金及其制备方法，有效控制晶粒尺寸，避免粗细WC在烧结过程中的均匀化，提高非均匀硬质合金的多晶粒尺度分布，提高非均匀硬质合金的强韧性等产品性能，同时有效降低超细WC粉末的生产成本，简化生产流程，增加双晶硬质合金的应用领域，促进双晶硬质合金品类行业的发展。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种碳均匀分布的含晶粒抑制元素的非均匀双晶硬质合金及其制备方法，有效控制晶粒尺寸，避免粗细WC在烧结过程中的均匀化，提高非均匀硬质合金的多晶粒尺度分布，提高非均匀硬质合金的强韧性等产品性能，同时有效降低超细WC粉末的生产成本，简化生产流程，增加双晶硬质合金的应用领域，促进双晶硬质合金品类行业的发展。

本发明所采用的技术方案是，碳均匀分布的含晶粒抑制元素的非均匀双晶硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

S10、制备碳、晶粒抑制元素均匀分布的氧化钨粉末：

S11、按照钨酸铵溶液中WO₃、葡萄糖、含晶粒抑制剂元素的水溶性盐的质量比为1~4：0.2~4：0.016~0.2的比例，分别称取钨酸铵溶液、葡萄糖、含晶粒抑制剂元素的水溶性盐；

S12、将S11中称取的葡萄糖、含晶粒抑制剂元素的水溶性盐加入至称取的钨酸铵溶液中，形成体系，并向体系中添加水至体系中WO₃含量为100g/L~150g/L，充分搅拌至葡萄糖、含晶粒抑制剂元素的水溶性盐完全溶解、体系均匀混合，得到混合液；

S13、将S12中得到的混合液进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；

S14、在惰性气氛下，将S13中得到的前驱体粉末在300℃~600℃的温度条件下煅烧0.5h~2h，获得碳、晶粒抑制元素均匀分布的氧化钨粉末；