[发明专利]一种无磁硬质合金及其制备方法

说明书

本发明涉及硬质合金技术领域。一种无磁硬质合金，包括如下质量百分比的配方组分：碳化钨及钨金属的混合物75～80%，镍粉17～20%，碳化铬0.5～2.5%，氧化铈粉0.15～0.5%，铜粉1.5～3.0%。一种无磁硬质合金的制备方法包括如下步骤：(1)将过量钨粉与碳黑混合，经碳化后获得碳化钨及钨金属的混合物；(2)将混合物研磨过筛得到混合粉；(3)取用混合粉、碳化铬粉、镍粉、稀土氧化物粉和铜粉混合得到复合粉；(4)对复合粉进行球磨，烘干后得到球磨产物；(5)将球磨产物压制成型得到坯料；(6)对坯料进行烧结，冷却后得到产品。本发明的合金具有良好的性能，而且本发明所提供的方法过程简单，操作性强。

技术领域

本发明涉及硬质合金技术领域，具体而言涉及一种无磁硬质合金及其制备方法。

背景技术

无磁硬质合金在粉末冶金行业强磁性粉末的成型用模具、密封环等方面具有明显的优势，不但具有很高的硬度和耐磨性，而且可避免强磁性粉末成型时发生粘模情况，提高抗腐蚀能力，因此广泛地应用于航空航天、冶金、机械等领域。而且其具有其制备速度快，环境污染小的优点。

常用的无磁材料或无磁模具主要为高锰钢、无磁钢或无磁不锈钢。由于这些钢材的硬度较低，一般要对采用这些钢材制作的模具的模腔进行氯化处理以提高其硬度和耐磨性，尽管如此，硬度也仅为34～47HRC，硬度差，使用寿命短，最终也导致其制品的成本较高且效益较低。

WC-Ni系无磁硬质合金具有较高的硬度和强度，且其表面光洁度高、尺寸稳定，是一种较好的无磁模具材料。中国专利CN 101239388A一种镍钨、镍铬粘结相构成的无磁硬质合金粉末公开了以下技术方案：该合金粉以镍钨合金粉为粘结相以碳化钨为硬质相经团聚烧结而成，但由于其粘结相为金属镍、钨和其他的金属单质，易引起晶粒的粗大，导致这个专利的材料性能仍较低，硬度仍显不足。

中国专利CN 105039821A无磁防腐耐磨硬质合金的制备方法公开了以下方案：第一步：按质量比称取12％镍粉，0.5％铬粉，0.5％钼粉，1％钽粉和余量碳化钨，将这些原料混合均匀形成浆料加入湿磨机中，并添加混合介质无水酒精进行球磨形成浆料；第二步：球磨之后，将上述浆料置于双螺旋混合器中进行干燥，抽出酒精，通过酒精回收器皿进行回收，干燥后的浆料通过振动筛进行过筛；第三步：将混合物和成型剂加入混合器中，成型剂与混合物的比例为80g/kg，干湿调匀3小时后初步成型，即可卸料，卸料后过筛处理；第四步：将初步成型的产品装入模具内并置于挤压机内进行挤压，压力为100-300Mpa，然后再风干72小时。该方案存在以下问题：该方案中加入镍金属可以降低晶粒的大小，同时为了稳定晶粒及降低居里点加入铬粉，导致产品的脆性增加，强度下降。

因此目前需要一种具有高强度、高硬度的无磁硬质合金。

发明内容

为了解决目前存在的无磁硬质合金强度、硬度较低，耐磨性差的问题，提供一种具有高强度、高硬度的无磁硬质合金，本发明采用以下技术方案：

一种无磁硬质合金，其特征在于，包括如下质量百分比的配方组分：

碳化钨及钨金属的混合物占75～80％，

镍粉占17～20％，

碳化铬占0.5～2.5％，

氧化铈粉占0.15～0.5％，

铜粉占1.5～3.0％。

首先本发明使用了碳化钨及钨金属的混合物作为原料，防止了由于金属单质互相粘结导致晶粒异常生长。其次本发明通过用碳化铬取代传统工艺中所用的金属铬作为原料。一方面可以提高原料中的含碳量，防止稀土氧化物中氧元素对于硬质合金的脱碳作用，防止在烧结过程产生的产品开裂等问题，保证合金的结构稳定以保证无磁硬质合金原本的抗弯强度和耐腐蚀性，另一方面，也防止了无磁硬质合金原本中产生大量的镍铬合金破坏无磁硬质合金原本的结构，导致无磁硬质合金的强度降低。