[发明专利]一种低成本高性能的WC-Co硬质合金的工业化制备方法

摘要

一种低成本高性能的WC-Co硬质合金的工业化制备方法属于硬质合金和粉末冶金技术领域。本发明以WO_2.9、Co₃O₄和炭黑为原料，按照最终硬质合金块体材料中Co含量的要求，计算出上述三种原料的用量比；在上述制备的WC-Co复合粉中添加0～1.0wt.％的晶粒长大抑制剂，球磨结束前4～8小时将成型剂聚乙二醇加入球磨罐中，加入量为每公斤粉料30～80ml聚乙二醇；球磨后得到具有纳米晶结构的WC-Co混合粉末，将此混合粉末真空干燥后装入模具压制成型；将压制成型的混合粉末坯料进行烧结，烧结方式为真空烧结或低压烧结。本发明显著缩短了生产周期，所提供的整体制备路线在保证硬质合金具有高性能的同时明显降低了生产成本，具有很高的性价比，制备方法适于工业化规模生产。

主权项

1.一种低成本高性能的WC-Co硬质合金的工业化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以WO2.9、Co3O4和炭黑为原料，按照最终硬质合金块体材料中Co含量的要求，计算出上述三种原料的用量比，设Co的质量百分比为n％，n＝6～12，三种原料的质量比则为1.18(100-n)∶1.36n∶(25.60-0.23n)，进行混合球磨，球磨后的粉末冷压后送入真空气体压强小于0.004Pa的真空炉中；在真空炉中采用如下工艺参数制备WC-Co复合粉：升温速率15～30℃/min，反应温度1050～1150℃，保温时间3～4小时；(2)在上述制备的WC-Co复合粉中添加0～1.0wt.％的晶粒长大抑制剂，抑制剂可选择下列的一种或几种：VC，Cr3C2，TiC，TaC，NbC；将上述混合粉末进行球磨：以无水乙醇或己烷为研磨介质，料液体积比为1∶1～1∶3，球料质量比为1∶1～5∶1；球磨机转速为100～300r/min；球磨时间为20～50小时；球磨结束前4～8小时将成型剂聚乙二醇加入球磨罐中，加入量为每公斤粉料30～80ml聚乙二醇；球磨后得到具有纳米晶结构的WC-Co混合粉末，将此混合粉末真空干燥后装入模具压制成型；(3)将压制成型的混合粉末坯料进行烧结，烧结方式为真空烧结或低压烧结；其中真空烧结的工艺为：升温至360～400℃，保温1～2小时；然后升温至750℃，保温1～2小时；再升温至1200～1280℃，保温0.5～1.5小时；随后以3～5℃/min的升温速率升温至1410～1470℃，保温0.5～1.0小时；最后随炉冷却至室温；低压烧结的工艺为：升温至360～400℃，保温1～2小时；然后以10～20℃/min的升温速率升温至750℃，保温1～2小时；再升温至1200～1280℃，保温0.5～1.5小时；随后以3～5℃/min的升温速率升温至1410～1470℃，保温20min～40min后，充入氮气或氩气，保温20～40min；最后随炉冷却至室温。