[发明专利]硬质合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硬质合金及其制备方法，其中，该方法包括：将三氧化钨和碳混合进行球磨，以便得到三氧化钨‑碳复合粉；将三氧化钨‑碳复合粉、碳化钨粉、钴粉、成型剂和表面活性剂混合进行湿式球磨并干燥，以便得到烧结前驱体；将烧结前驱体压制成型后进行第一烧结，然后冷却；将得到的第一烧结料进行第二烧结，然后冷却，以便得到硬质合金。采用该方法来制备硬质合金，可以得到碳化钨晶粒尺寸较大、发育完整且分布均匀的硬质合金，大大降低了生产成本，具有良好的应用前景，解决了现有纳米活化法中纳米碳化钨成本高、制备的硬质合金价格高、晶粒不均匀的问题。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种硬质合金及其制备方法。

背景技术

硬质合金是一种由硬质相和粘结相组成的复合材料，因具有高硬度、良好的韧性以及耐磨等性能，被广泛应用于航空航天、工程机械和交通运输等领域，其性能的优劣和稳定性直接影响到精密仪器的加工制造。其中超粗晶硬质合金具有优异的耐磨性、抗冲击性、抗热疲劳性等特点广泛应用于钢材轧制、模具冲压、凿岩等工况领域。

传统粉末冶金工艺中的球磨过程会导致碳化钨粉末颗粒破碎和粒径减小，从而导致难以制备得到超粗硬质合金。以超粗碳化钨粉末为原料，采用不同的制备工艺可能得到性能完全不同的合金，碳化钨晶粒也大小不一。张立等人分别采用费氏(FSSS)粒度为11.4～13.4μm与22.0～28.3μm两种粒度级别的碳化钨粉末为原料制备合金，制备得到的合金晶粒度仅为4.0～4.3μm之间。谭征等人使用掺Na元素制备得到生产态为25.4～26.4μm的碳化钨粉末，进而制备得到晶粒度为5～6μm的WC-10Co合金。传统制备工艺难以获得综合性能优异的超粗硬质合金，为此，科研人员展开了多方面的研究探索，开发了纳米粉末活化法制备超粗硬质合金。其中汤昌仁等人采用纳米粉末活化法以费氏粒度为35.6μm的超粗碳化钨粉末添加5％纳米碳化钨粉末，烧结制备得到平均晶粒尺寸都在7.0μm以上的硬质合金。虽然科研人员通过采用上述方法制备得到了超粗硬质合金，但是纳米碳化钨粉首先成本高，大大提高了生产成本；其次其活性低，制备的合金中夹杂较多细颗粒碳化钨，难以制备得到均匀的超粗硬质合金，限制了其产业化应用。

因此，现有的硬质合金制备技术有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种硬质合金及其制备方法，采用该方法来制备硬质合金，可以得到碳化钨晶粒尺寸较大，发育完整且分布均匀的硬质合金，大大降低了生产成本，具有良好的应用前景，解决了现有纳米活化法中纳米碳化钨成本高、制备的硬质合金价格高、晶粒不均匀的问题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备硬质合金的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)将三氧化钨和碳混合进行球磨，以便得到三氧化钨-碳复合粉；

(2)将所述三氧化钨-碳复合粉、碳化钨粉、钴粉、成型剂和表面活性剂混合进行湿式球磨并干燥，以便得到烧结前驱体；

(3)将所述烧结前驱体压制成型后进行第一烧结，然后冷却；

(4)将步骤(3)得到的第一烧结料进行第二烧结，然后冷却，以便得到硬质合金。