[发明专利]超粗晶钨钴硬质合金的制备方法

说明书

一种超粗晶钨钴硬质合金的制备方法，其包括如下工艺步骤：配料、湿磨、干燥、预烧处理、湿混、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和真空低压一体化烧结；配料时选用钴粉和碳化钨粉进行混合配料，钴粉与碳化钨粉的质量之比为2.4～2.6∶97.4～97.6；将预烧处理后的混合料再加入金属钴粉和Co2W4C纳米颗粒，混合料中的钴与碳化钨的质量之比为8～13∶87～92，Co2W4C纳米颗粒的加入量要达到使混合料中的钴与Co2W4C纳米颗粒的质量之比为1∶0.045～0.055。本发明由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，制备的硬质合金的WC平均晶粒度达到4.0～5.2μm，抗弯强度达到3000～3400MPa，硬度HRA88.0～90.8。

技术领域

本发明涉及一种硬质合金的制备方法，特别是一种超粗晶钨钴硬质合金的制备方法。

背景技术

随着硬质合金工业的不断发展，对其原料WC粉(即碳化钨粉)的要求越来越高。特别是超粗型硬质合金的制备，对WC粉的粒度有严格的要求，目前，WC粉的聚集程度较高，粉末粒度不够粗大，粗粒度WC粉末都存在WC颗粒聚集体。由于聚集体的存在，容易造成费氏平均粒度大，而实际粒径偏细的假象。加之聚集体的结合松紧程度不一，因而加大了优质硬质合金的制造难度，使硬质合金制品在耐磨性和韧性上难做到高度的统一。而进口的WC粉末成本大高，不利于国内规模化生产。所以目前所普遍采用的经湿磨、干燥、压制成型、真空烧结等工序生产的粗晶钨钴硬质合金的晶粒最大也是在3.2～4.0μm之间。抗弯强度2600～3000MPa，硬度Hv₃₀1150～1320，强度和显微硬度匹配较差，综合性能较低，尤其是合金的高温硬度和高温强度不高，抗冲击和抗热塑变能力较差，难适合在高温环境下工作，大大制约了硬质合金的应用范围。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种超粗晶钨钴硬质合金的制备方法，通过其制备的硬质合金的WC平均晶粒度达到4.0～5.2μm，抗弯强度达到3000～3400MPa，硬度HRA88.0～90.8，可实现合金强度和显微硬度的良好匹配，使硬质合金制品在耐磨性和韧性上达到高度的统一，提高了合金的综合使用性能。

本发明的技术方案是：一种超粗晶钨钴硬质合金的制备方法，其包括如下工艺步骤：配料、湿磨、干燥、预烧处理、湿混、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和真空低压一体化烧结；配料时选用钴粉和碳化钨粉进行混合配料，钴粉与碳化钨粉的质量之比为2.4～2.6∶97.4～97.6，碳化钨粉选用Fsss粒度为13.0～18.5μm的粗颗粒碳化钨粉，钴粉的粒度为1.4～2.0μm；湿磨为球磨；湿磨后进行干燥，干燥后得到的混合料进行预烧处理；将预烧处理后的混合料再加入金属钴粉和Co₂W₄C纳米颗粒，钴粉的加入量要达到使混合料中的钴与碳化钨的质量之比为8～13∶87～92，Co₂W₄C纳米颗粒的加入量要达到使混合料中的钴与Co₂W₄C纳米颗粒的质量之比为1∶0.045～0.055。

本发明的优选技术方案是：所述湿磨时的球磨介质为丙酮，球料之比为3∶1，固液之比为5∶1，湿磨时间为7～12小时。

本发明进一步的优选技术方案是：所述预烧处理为经3～4小时升温达到700～850℃，再保温55～65分钟。

本发明更进一步的优选技术方案是：预烧处理后的混合料中再加入金属钴粉和Co₂W₄C纳米颗粒后要加热至58～62℃进行湿混3.5～4.5小时。

本发明还进一步的优选技术方案是：所述真空低压一体化烧结的最高温度为1440～1460℃。