[发明专利]低密度耐磨蚀硬质合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低密度耐磨蚀硬质合金材料及其制备方法，按质量百分比称量碳化钨粉、钴粉和碳酸钙粉，在三维涡流混料机中混合均匀后装入冷压机制成圆柱形坯体；将预制坯体与镍基高温钎料按质量比装入高温导电模具，在双轴高压熔渗装置中烧制成低密度硬质合金材料。

技术领域

本发明涉及硬质合金的技术，具体是一种低密度耐磨蚀硬质合金材料及其制备方法。

背景技术

硬质合金材料的优越耐磨耐性使其应用领域不断扩展，已由原来的刀具、模具、冲头扩展到制造轴承、球阀、法兰等。

传统硬质合金主要由碳化钨、碳化钛、氮化钛等硬质相与钴、镍、铁等金属黏结相经高温烧制而成。碳化钨等硬质相质量百分比约为89％～97％，造成硬质合金比重较大，使其应用于大型工程机械零件时，增加很多材料、安装成本，并且高比重易导致额外磨损。

所以，寻找一种可降低硬质合金密度并保证较好的耐磨耐蚀性能的技术成为必行之路。

发明内容

本发明是针对传统硬质合金密度较大增加材料、安装成本，并且高比重易导致额外磨损的研发领域现状，提供一种低密度耐磨蚀硬质合金材料及其制备方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的，

一种低密度耐磨蚀硬质合金材料，按照质量百分数计，包括82.4％～83.2％的预制坯体与16.8％～17.6％镍基高温钎料；

预制坯体由以下原料制备而成：碳化钨粉89.1％～91.6％，钴粉8.2％～11.3％，碳酸钙粉0.2％～0.4％。

镍基高温钎料的组分为86Ni 5Cr 2Si 4B 3Fe。

硬质合金材料的密度≥11.24g·cm^-3，50小时5％氢氧化钠/氧化铝悬浊液中腐蚀失重≤0.14wt.％。

一种低密度耐磨蚀硬质合金材料的制备方法，包括下述步骤：

(1)按质量百分比称量碳化钨粉89.1％～91.6％、钴粉8.2％～11.3％及碳酸钙粉0.2％～0.4％，混合均匀后装入冷压机制成圆柱形预制坯体；

(2)将圆柱形预制坯体与镍基高温钎料按质量比(82.4％～83.2％)：(16.8％～17.6％)装入高温导电模具，在双轴高压熔渗装置中烧制成低密度硬质合金材料。

步骤(1)中，采用三维涡流混料机混合粉末，混合转子转速为70转/分，混合时间40分钟。

步骤(1)中，冷压压力为200MPa，保压3分钟。

步骤(2)中，镍基高温钎料的组分为86Ni 5Cr 2Si 4B 3Fe。

步骤(2)中，烧制工艺为：双轴压力3.6GPa～4.5GPa、温度1150℃～1240℃、保温30分钟。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优势：

本发明的低密度耐磨蚀硬质合金材料，可降低硬质合金密度并保证较好的耐磨耐蚀性能。密度≥11.24g·cm^-3，50小时5％氢氧化钠/氧化铝悬浊液中腐蚀失重≤0.14wt.％。