[发明专利]一种以碳化钛为主要成分的高强度硬质合金及制备方法

权利要求书

1.一种以碳化钛为主要成分的高强度硬质合金，其特征在于：以碳化钛为主体材料，加以部分碳化钨作为硬质相，与钴和镍的混合物作为粘结相混合在一起，制作出以碳化钛为主要成分的高强度硬质合金；各组份及重量份数配比如下：

碳化钛 55-70份

碳化钨 20-45份

钴 0-5份

镍 8-20份

钼 0-5份

碳化钒 0.01-0.5份

先将碳化钛与碳化钨混合制作成固溶体，并在制作固溶体过程中添加钼（Mo)，使得在制作固溶体的过程中金属钼变成碳化二钼，改善粘结相对硬质相的润湿性，再将碳化钛与碳化钨固溶体与粘结相和微量元素碳化钒混合，制成混合料；将混合料掺胶后压制成型，最后烧结成型；所述的在制作固溶体过程中添加钼（Mo)是在将TiO₂、WC、炭黑按一定比例的数量装入震动球磨机内后，再加入钼（Mo)粉，并与TiO₂、WC、炭黑一起研磨，充分混合均匀后，将物料压紧装入石墨舟皿中，在碳管炉中进行2200℃高温碳化；冷却后经球磨机破碎、震动过筛，制得TiC+WC固溶体。

2.如权利要求1所述的以碳化钛为主要成分的高强度硬质合金，其特征在于：所述的各组份及重量份数配比如下：

碳化钛 65-70份

碳化钨 20-35份

钴 1-3份

镍 10-20份

钼 0.05-0.5份

碳化钒 0.05-0.2份。

3.如权利要求1所述的以碳化钛为主要成分的高强度硬质合金，其特征在于：所述的各组份及重量份数配比如下：

碳化钛 63份

碳化钨 27份

钴 2份

镍 8份

钼 0.05份

碳化钒 0.01份。

4.一种以碳化钛为主要成分的高强度硬质合金的制备方法，先将碳化钛与碳化钨混合制作成固溶体，并在制作固溶体过程中添加钼（Mo)，使得在制作固溶体的过程中金属钼变成碳化二钼，改善粘结相对硬质相的润湿性，再将碳化钛与碳化钨固溶体与粘结相和微量元素碳化钒混合，制成混合料；将混合料参胶后压制成型，最后烧结成型；所述的在制作固溶体过程中添加钼（Mo)是在将TiO₂、WC、炭黑按一定比例的数量装入震动球磨机内后，再加入钼（Mo)粉，并与TiO₂、WC、炭黑一起研磨，充分混合均匀后，将物料压紧装入石墨舟皿中，在碳管炉中进行2200℃高温碳化；冷却后经球磨机破碎、震动过筛，制得TiC+WC固溶体。

5.如权利要求4所述的以碳化钛为主要成分的高强度硬质合金的制备方法，其特征在于：所述的先将碳化钛与碳化钨混合制作成固溶体是将TiO₂、WC、炭黑按一定比例的数量装入震动球磨机内，用直径15-40mm的高铬钢球为研磨载体，充分混合均匀；物料压紧装入石墨舟皿中，在碳管炉中进行2200℃高温碳化；冷却后经球磨机破碎、震动过筛，制得TiC+WC固溶体。

6.如权利要求4所述的以碳化钛为主要成分的高强度硬质合金的制备方法，其特征在于：所述的将碳化钛与碳化钨固溶体与粘结相和微量元素碳化钒混合是将固溶体、钴、镍和微量元素碳化钒按不同牌号的成分要求进行配料，装入可倾式湿磨机中，以酒精为介质，以硬质合金棒为研磨体进行研磨，根据不同的合金牌号，研磨时间48-96小时；然后进过干燥过筛制得混合料。

7.如权利要求4所述的以碳化钛为主要成分的高强度硬质合金的制备方法，其特征在于：所述的高强度硬质合金制备方法的具体步骤是：

1）固溶体制备：将TiO₂、WC、炭黑按一定比例的数量装入震动球磨机内，用直径15-40mm的高铬钢球为研磨载体，充分混合均匀；物料压紧装入石墨舟皿中，在碳管炉中进行2200℃高温碳化；冷却后经球磨机破碎、震动过筛，制得TiC+WC固溶体；

2）混合料制备：将固溶体、钴、镍和其他微量元素按不同牌号的成分要求进行配料，装入可倾式湿磨机中，以酒精为介质，以硬质合金棒为研磨体进行研磨，根据不同的合金牌号，研磨时间48-96小时；然后进过干燥过筛制得混合料；

3）混合料掺胶：在螺旋混合器中将橡胶汽油溶液掺入混合料中；经过干燥过筛制成具有较好流动性的粉状或粒状混合料；

4）压制成型：将混合料装入模腔内，在压力机上将混合料压制成需要的形状和尺寸，并具有一定的密度和强度的硬质合金压坯；

5）制品烧结：将压坯装入石墨舟皿中，舟皿表面需要涂一层防止粘接的涂料；将舟皿和压坯装入氢气脱胶真空烧结一体炉中；炉内抽真空，真空度2Pa以内时，往炉内充氢气；然后送电升温，待压坯内成型剂排除干净后将氢气排出；抽真空，继续升温；在出现液相前进行保温，与常规硬质合金的烧结比较，保温时间略长；最终烧结温度1400-1480℃，保温60-90分钟；

6）冷却后出炉，合金表面进行喷砂处理。