[发明专利]La2O3改性超细硬质合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超细硬质合金的制备方法，具体涉及La₂O₃改性超细硬质合金的制备方法。

背景技术

超细硬质合金因具有高耐磨性、高硬度、高强度、高红硬性等优异性能，广泛应用于金属切削工具、电子工业(如微钻)、微型雕刻刀刀具(棒材)、木工刀具等领域。随着各种难加工材料的问世和世界进入电子信息时代，对硬质合金合金的性能提出了更高的要求。为此近些年在制备硬质合金上添加稀土氧化物，主要原因一是稀土氧化物会分布在晶界上，有效阻止晶界迁移和WC在Co中的溶解，从而抑制晶粒的聚集长大；二是稀土氧化物能够净化晶界中的杂质，对粘结相起弥散强化作用，且能降低硬质合金的烧结温度。CN201310091944.X公布了“稀土改性钢结硬质合金及制备方法”，其先通过喷雾干燥造粒，然后真空烧结制得稀土改性钢结硬质合金。该方法存在成分复杂、成分分布均匀性难以控制的缺陷，影响了制作成本和产品质量的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作方便易控、成分分布均匀、产品质量稳定、制作成本低的La₂O₃改性超细硬质合金的制备方法。

为实现以上目的，本发明La₂O₃改性超细硬质合金的制备方法通过合金原料混料、湿磨、干燥、造粒、压制成型和真空烧结制备稀土改性超细硬质合金；操作步骤如下：

步骤a：将0.2-0.6wt.%的La₂O₃、0.4-0.8wt.%的Cr₃C₂和余量为WC-10%wt.Co纳米复合粉放入硬质合金球磨罐中；

步骤b：在球磨罐中，加入粉体总质量5-7%的无水乙醇作为球磨介质和相当于粉体总质量的4-6倍的硬质合金磨球；

步骤c：湿磨在红外干燥箱中进行，干燥温度控制在70-90℃；

步骤d：按混合料的3-7wt.%加入预先配置好的聚乙烯醇溶液进行造粒，造粒后过筛；

步骤e：粉体在电动压片机上进行压制，压制压力为200-400MPa；

步骤f：压制好的坯体在1430-1450℃温度下真空烧结并保温30-90min，最后随炉冷却，得到La₂O₃改性超细硬质合金产品。

所述La₂O₃的纯度大于99.99%。

所述Cr₃C₂的费氏粒度为2.7-3.3μm。

所述WC-10%wt.Co纳米复合粉的费氏粒度为55-65nm。

所述聚乙烯醇的纯度大于99%。

采用上述方法制得的La₂O₃改性超细硬质合金孔隙率、抗弯强度和洛氏硬度等性能指标均达到产品质量标准，具有操作方便易控、成分分布均匀、产品质量稳定、制作成本低的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明La₂O₃改性超细硬质合金的制备方法作进一步详细说明。

以下三个实施例制得的La₂O₃改性超细硬质合金的孔隙率通过国际标准ISO-BIS4505来观测；采用CMT-5105型万能材料实验机进行抗弯强度测试，测试过程中，同组分和工艺参数的材料均使用五个测试取算术平均值；通过HR-150A型洛氏硬度仪测量材料的硬度，五个试样多点测定取平均值。

实例1：将0.2wt.%的La₂O₃、0.8wt.%的Cr₃C₂和余量为WC-10%wt.Co纳米复合粉的原料混合，在红外干燥箱中进行湿磨，在70℃温度下干燥后，按混合料的3wt.%加入预先配置好的聚乙烯醇溶液进行造粒，通过不同目数的不锈钢筛子过筛后，在压制压力为400Mpa的电动压片机上进行压制，压制成型后在1430℃下真空烧结并保温90min，最后随炉冷却，得到La₂O₃改性超细硬质合金产品。

产品各项性能指标为：孔隙率A02B02C00，抗弯强度2876Mpa，洛氏硬度92.0HRA。