[发明专利]含有稀土的超细晶粒硬质合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类硬质合金材料及其制备方法，特别涉及一类合有稀土的超细晶粒硬质合金材料及其制备方法，属于硬质合金技术领域。

背景技术

普通钴基类硬质合金在硬度(HRA)很难达到90以上，若提高硬度则抗弯强度(TRS)会明显下降。抗弯强度提高到2500N时，其硬度(HRA)大多在85左右，二者很难统一在一个高度。随着现代工业的发展，对切削加工刀片要求高效快速加工，传统制备的硬质合金材料已不能满足现代工业发展的需求。因此，如能研究一类通过常规钴基硬质合金的微量合金化，制造出一类高硬质、高强度、高耐磨性的含有稀土的超细晶粒硬质合金材料，这正是本发明的任务所在。

发明内容

本发明的目的就是在于克服传统制备的硬质合金材料的缺陷，以满足现代工业发展的需求，而提供一类含有稀土的超细晶粒硬质合金材料及其制备方法。该方法制备的超细晶粒硬质合金材料具有高的硬度和耐磨性，同时又具有高的强度和韧性；其硬度最高可达94。

本发明的基本思想是：本发明的方法采用在常规钴基硬质合金基础上，通过微量合金化，将含有稀土的超细晶粒经超声波充分振荡混合后，再经高能球磨机球磨混合为超细碳化物粉末，然后经真空烧结，或压力烧结制备成含有稀土的超细晶粒硬质合金材料，所制备的硬质合金材料既具有很高的硬度和耐磨性，同时又具有高的强度和韧性，以满足现代化工业发展对硬质合金材料使用的需求。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术措施构成的技术方案来实现的。

本发明的一类含有稀土的超细晶粒硬质合金材料，其特征在于它由下述组分的超细晶粒碳化钨WC，金属钴Co，碳化钒VC，碳化铬Cr₂C₃，碳化钽TaC，碳化钛TiC，碳化铌NbC，氧化钇Y₂O₃按重量百分比混合烧结而成；重量百分配比为：WC∶Co∶(VC+Cr₂C₃)∶(TaC+TiC+NbC)∶Y₂O₃等于88～94∶6～10∶0.5～1.0∶0.2～1.5∶0.1～0.5。

本发明优选由下述组分的超细晶粒按重量百分比混合烧结而成；重量百分配比为WC∶Co∶(VC+Cr₂C₃)∶(TaC+TiC+NbC)∶Y₂O₃等于87.2～89.1∶10∶0.6～0.8∶0.2～1.5∶0.1～0.5。

本发明优选由下述组分的超细晶粒按重量百分比混合烧结而成；重量百分配比为WC∶Co∶(VC+Cr₂C₃)∶(TaC+TiC+NbC)∶Y₂O₃等于89.2～91.1∶8∶0.6～0.8∶0.2～1.5∶0.1～0.5。

本发明优选由下述组分的超细晶粒按重量百分比混合烧结而成；重量百分配比为WC∶Co∶(VC+Cr₂C₃)∶(TaC+TiC+NbC)∶Y₂O₃等于91.7～93.1∶6∶0.6～0.8∶0.2～1.0∶0.1～0.5。

上述技术方案中，所述各组分的超细晶粒其粒度为0.3～1.8μm。

本发明所述的一类含有稀土的超细晶粒硬质合金材料的制备方法，其特征在于它是将组分为WC∶Co∶(VC+Cr₂C₃)∶(TaC+TiC+NbC)∶Y₂O₃等于88～94∶6～10∶0.5～1.0∶0.2～1.5∶0.1～0.5，粒度为0.3～1.8μm的超细晶粒按重量百分比在超声波振荡器中充分振荡混合后，加入2～4％石蜡成型剂，以无水乙醇作为湿磨介质，经高能球磨机球磨10-100小时，制备成粒度为0.1-0.5μm的超细碳化物混合粉末；再置于真空干燥器中，在50-80℃温度下干燥2小时；然后擦筛制备成具有流动性能的混合细粉料，将混合细粉料用压力机压制成成型的压坯；再将压坯放入真空脱蜡烧结一体炉中，或压力烧结炉中加热到1350-1400℃，然后进行保温30-90分钟；再在保护气氛下冷却到100℃出炉即可。