[发明专利]纳米稀有金属改性的纳米晶WC硬质合金的制备方法

摘要

本发明公开了纳米稀有金属改性的纳米晶WC硬质合金的制备方法，解决了现有技术中难以确定稀有金属的添加形态和添加量的难题，纳米稀有金属以一定的添加形态和添加量均匀混合在纳米晶WC硬质合金复合粉中，得到改性的纳米晶WC硬质合金且其内的纳米稀有金属的添加形态不变，不存在大面积堆积和空缺问题，纳米稀有金属的添加量为0.2‑1.5%，提高了改性的纳米晶WC硬质合金的综合性能，具体体现为抗弯强度提高10%，高温硬度提高15%，改性的纳米晶WC硬质合金制成的刀片的耐磨损性为对照刀片样品的1.6倍，耐磨性提高50%，制备方法简单易行，实用价值高，广泛应用于金属加工、模具、采掘业军工领域，应用前景广阔。

主权项

1.纳米稀有金属改性的纳米晶WC硬质合金的制备方法，其特征在于，所述纳米稀有金属以一定的添加形态和一定的添加量添加至纳米晶WC硬质合金复合粉中并制备得到改性的纳米晶WC硬质合金，包括以下步骤：/n步骤一、制备纳米晶WC硬质合金复合粉/n合成纳米晶WC硬质合金所使用的原材料为WC粉和Co粉，按质量百分数比计，Co粉的含量为8-10%，将适量的WC粉和Co粉进行化学混匀后得到复合粉；/n步骤二、纳米稀有金属的添加量和添加形态的确定/n按质量百分比计，纳米稀有金属的添加量为0.2-1.5%；/n根据纳米稀有金属的化学活性，纳米稀有金属的添加形态包括金属形态和氧化物形态，在选择纳米稀有金属的添加形态时，需满足：/n1）与步骤一制备得到的复合粉均匀混合；/n2）制备过程中不改变纳米稀有金属的添加形态；/n步骤三、改性的纳米晶WC硬质合金的制备/n将纳米稀有金属按步骤二中的添加量和添加形态与步骤一制备得到的复合粉混合并研磨得到WC-Co-纳米稀有金属混合料，通过控制研磨温度和混合料的氧含量确保纳米稀有金属的添加形态不变，研磨温度≤50℃，氧含量≤0.8%，随后进行成型和烧结工序得到改性的纳米晶WC硬质合金；/n步骤一中，将适量的WC粉和Co粉溶解到硝酸钴溶液中，制成糊状，随后依次通过干燥和破碎工艺得到复合粉，干燥温度为100-150℃，干燥时间为1-2 h，破碎的粒度要求≤0.2mm；/n所述WC粉的粒度不大于400 nm，按质量百分数计，WC粉的含碳量为6.10-6.20%，游离碳含量不大于0.1%，O₂含量不大于0.3%，Fe含量不大于0.02%，其他杂质含量不大于0.2%；/n所述Co粉的粒度不大于800 nm，按质量百分数计，含碳量不大于0.01%， O₂含量不大于0.4%，Ni含量不大于0.1%，Fe含量不大于0.02%，其他杂质含量不大于0.2%；/n所述纳米稀有金属包括La、Ce和Yb，纳米稀有金属的纯度为不小于99%，熔点不高于1200℃；/n步骤三中，所述WC-Co-纳米稀有金属混合料在研磨过程中添加一定量的高分散性介质和研磨体并进行研磨至混合均匀，所述高分散性介质的添加量为300-330 mL/Kg，所示研磨体与WC-Co-纳米稀有金属混合料的质量比为3.5-5，研磨时间为48-64 h，待研磨一定时间后进行多点取样并进行X射线衍射分析判断所取样的纳米稀有金属的添加形态是否变化；/n步骤三中，所述纳米稀有金属与复合粉按一定的配比进行混合，依次通过湿磨和干燥工序得到混合均匀且干燥的WC-Co-纳米稀有金属混合料，对混合料依次进行鉴定、成型、检查和烧结工序，得到改性的纳米晶WC硬质合金，再次检测合格后依次进行磨加和钝化工序，得到由改性纳米晶WC硬质合金制成的数控刀片并进行耐磨性试验。/n