[发明专利]一种纳米WC-Co硬质合金及其制备方法有效
申请号: | 202210723180.0 | 申请日: | 2022-06-21 |
公开(公告)号: | CN115044795B | 公开(公告)日: | 2023-09-26 |
发明(设计)人: | 袁军文;徐涛;曾瑞霖;尹超 | 申请(专利权)人: | 株洲硬质合金集团有限公司 |
主分类号: | C22C1/051 | 分类号: | C22C1/051;C22C29/08;B22F9/04 |
代理公司: | 长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙) 43213 | 代理人: | 杨斌 |
地址: | 412000 湖*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 纳米 wc co 硬质合金 及其 制备 方法 | ||
本发明提供一种纳米WC‑Co硬质合金及其制备方法,制备方法包括以下步骤:(1)称取纳米碳化钨、钴粉、抑制剂、成型剂,然后置于球磨机中,加入湿磨介质进行球磨;所述抑制剂为钒的有机盐、铬的有机盐、钽的有机盐中的一种或多种的组合;(2)球磨后,将所得料浆卸出,进行喷雾干燥,得混合料;(3)将所述混合料模压成型,得压坯;(4)将所述压坯放入压力炉中,进行压力烧结。本发明解决了纳米WC‑Co硬质合金制备过程中存在的抑制剂聚集问题,并使制备的硬质合金性能明显改善,材质的使用寿命有明显提高。
技术领域
本发明属于硬质合金制备技术领域,尤其涉及一种纳米WC-Co硬质合金及其制备方法。
背景技术
纳米硬质合金是在Gurland的硬质合金强度与钴相平均自由程关系模型的基础上发展起来的。减小WC的晶粒尺寸,将增大碳化物的比表面积,而以分布高度均匀的超细钴作粘结相,可以得到强度、硬度和韧性均好的合金。尤其当WC的晶粒尺寸减小到纳米级时,其各项性能指标将得到进一步的提高,从而成为解决硬质合金材料强度、韧性和硬度间矛盾的一种重要方法,纳米结构合金具有均匀的显微结构,无异常长大的晶粒,且碳化物晶粒之间钴相均匀分布,从而使纳米结构硬质合金具有优异的抗裂性和耐磨性。
纳米硬质合金由于具有较好的综合性能,不仅硬度高、耐磨性好,而且具有很高的强度和韧性,其应用领域正在不断扩大,己广泛用于制造微型钻、精密工模具和难切削加工领域,纳米硬质合金的开发是硬质合金领域的一次重大技术革命,为机械制造、信息技术等相关行业的发展奠定了坚实的基础。研制纳米晶硬质合金,进一步提高其硬度并改善其韧性,是纳米材料力学性能走向实际应用的最佳突破口和着陆点。
浙江大学的专利号为CN98110950.0的专利“纳米碳化钨-钴碳化钛碳化钒硬质合金的制造方法及设备”,介绍了一种使用WO3、CoO、TiO2、V2O5纳米粒子混合粉体,在C2H2气氛中直接碳化为WC-Co-TiC-VC纳米硬质合金粉体,这种制备方法存在设备要求高,工艺控制难,生产成本高,很难进行大规模工业化稳定生产,特别是抑制剂容易聚集,影响产品的稳定性。
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的专利号为CN201810631967.8的专利“基于有机金属框架的晶粒抑制剂制备超细硬质合金的方法”介绍了将铬离子、钒离子与有机配体通过水热法生成含铬和钒的金属有机骨架材料,并将其与硬质合金均匀混合,形成硬质合金复合材料,之后进行球磨、造粒、压制成型、烧结等处理,获得细晶硬质合金。该方法生产成本较高,而且有机骨架材料在烧结过程中很难脱除,容易造成局部渗碳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服以上背景技术中提到的不足和缺陷,提供一种纳米WC-Co硬质合金及其制备方法,解决了纳米WC-Co硬质合金制备过程中存在的抑制剂聚集问题,并使制备的硬质合金性能明显改善,材质的使用寿命有明显提高。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种纳米WC-Co硬质合金的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取纳米碳化钨、钴粉、抑制剂、成型剂,然后置于球磨机中,加入湿磨介质进行球磨;所述抑制剂为钒的有机盐、铬的有机盐、钽的有机盐中的一种或多种的组合;
(2)球磨后,将所得料浆卸出,进行喷雾干燥,得混合料;
(3)将所述混合料模压成型,得压坯;
(4)将所述压坯放入压力炉中,进行压力烧结。
优选的,步骤(1)中,所述钒的有机盐包括草酸氧钒,所述铬的有机盐包括乙酸铬,所述钽的有机盐包括乙醇钽。
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