[发明专利]一种耐腐蚀耐高温硬质合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于硬质合金制造技术领域，具体涉及一种耐腐蚀耐高温硬质合金及其制备方法。

背景技术

由于Co对WC良好的湿润性，WC-Co硬质合金具有高的强度、硬度和耐磨性，同耐也具有较高的强韧性、优良的性能使硬质合金在切削工具和耐磨零部件上得以广泛的应用。但是在一些强腐蚀性的工作环境中，由于Co不耐腐蚀，WC-Co硬质合金使用受到限制。Ni作为一种耐腐蚀粘结剂应用到了硬质合金的生产中。随着技术的发展，对WC-Ni硬质合金提出了更高的要求。例如，核电密封环，要求WC-Ni硬质合金密封环能够承受120℃左右高温环境和高压的偏酸性水环境。又如，在煤炭脱硫过程中，产生高温的S0₂、HCl等酸性气体，要求WC-Ni硬质合金同时具有较高的耐高温氧化和耐腐蚀等性能。常用的WC-Ni硬质合金不能满足要求。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中存在的问题，提供一种耐腐蚀耐高温硬质合金及其制备方法，从而解决了石油、矿山、冶金、燃煤发电、垃圾处理等领域对同时具有耐高温氧化和耐腐蚀硬质合金的需要。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种耐腐蚀耐高温硬质合金，按重量百分含量计，原料组分包括：Cr₃C₂为0.2-1.0％，TaC为0.2-0.6％，铼-钼-镍合金粉为6-12％，其余为WC；其中，Cr₃C₂粒度为0.8-1.5μm，TaC粒度为0.8-1.5μm，铼-钼-镍合金粉的粒度为1-2μm，WC的粒度为1-2μm。

所述的铼-钼-镍合金粉按照摩尔百分数计量，原料组分包括：2-6％MoO₃粉末、1-4％NH₄ReO₄粉末和90-97％C₂0₄Ni粉末。

所述的铼-钼-镍合金粉的制备方法为：按照所述的原料组分比例选取MoO₃粉末、NH₄ReO₄粉末和C₂0₄Ni粉末加入球磨罐中，并按照球料重量比为3-5:1加入合金球，球磨36-72h后获得混合均匀的粉末，在1500-1800℃氢气气氛下共同还原制备铼-钼-镍合金，经过破碎、筛分获得1-2μm的铼-钼-镍合金粉末。

本发明还提供一种耐腐蚀耐高温硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照所述的组分比例取Cr₃C₂、TaC、铼-钼-镍合金粉和WC，并加入到球磨罐中，加入石蜡和合金球，湿磨得到均匀细化混合料浆；

(2)将上述混合料浆沉淀、过滤，在90-110℃下干燥30-50分钟，之后过80目筛得混合物；

(3)将上述由步骤(2)得到的混合物投入模具中，在150-200Mpa压强下压制成型；

(4)将上述由步骤(3)得到的成型产品置于真空度5-15Pa,温度为1430-1470℃的条件下保温0.5-2小时得制品。

优选地，所述步骤(1)中的石蜡按照Cr₃C₂、TaC、铼-钼-镍合金粉和WC混合物总重量的2-2.5％加入，球料比为3-5:1，对滚机混合时间为36-64h，湿磨介质为无水乙醇，其添加量为每千克Cr₃C₂、TaC、铼-钼-镍合金粉和WC混合物添加无水乙醇200-300m1。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)采用MoO₃、NH₄ReO₄、C₂0₄Ni粉末为原料，经过球磨、氢气共同还原、破碎、筛分制备1-2μm铼-钼-镍合金粉末；避免了稀土元素以金属单质形式加入，造成稀土元素偏聚或者与粘结相润湿差等问题；同时也避免了稀土元素以氧化物方式加入，造成在烧结过程中稀土氧化物与WC中碳反应，降低合金性能等问题；

(2)本发明以铼-钼-镍合金为粘结相、碳化钨为硬质相，加入少量Cr₃C₂、TaC添加剂制备WC-Ni-Mo-Re合金，同时具有抗高温氧化和耐腐蚀性能强的特性，与相同Ni含量的WC-Ni硬质合金，在150℃，pH＝2-3的酸性环境中，耐腐蚀性能提高20％-40％，因此具有广泛的应用前景；