[发明专利]一种宽粒度分布硬质合金及其制备方法

说明书

本发明属于硬质合金及其制备技术领域，具体涉及可用于矿山或采掘工具的一种宽粒度分布硬质合金及其制备方法。该宽粒度分布硬质合金为WC‑Co硬质合金，WC粒度分布宽度大于2.5，钴粘结相自由程分布宽度小于2.0，钴的质量分数为6～12％。硬质合金的维氏硬度HV10为900～1400；合金的抗弯强度大于2700MPa。宽粒度分布硬质合金的制备方法，包括：材料的湿混、干燥、压制和烧结。本方法所制备的WC‑Co硬质合金WC颗粒具有较高的填充密度，粘接相分布均匀，合金的综合性能良好。

技术领域

本发明属于硬质合金及其制备技术领域，具体涉及可用于矿山或采掘工具的一种宽粒度分布硬质合金及其制备方法。

背景技术

随着矿用硬质合金服役环境越来越恶劣、工况越来越复杂、对矿用硬质合金的综合性能提出了更高要求，即要求同时兼顾到耐磨性和韧性。如何尽可能做到高韧性与高耐磨性的同步实现，满足各种工程机械、凿岩工具、耐磨零件的特殊要求，始终是硬质合金研究的目标与方向。硬质相碳化钨晶粒的粒度分布对硬质合金的性能有决定性的影响。通过增大WC晶粒的粒度分布，让硬质相碳化钨晶粒既包含粗晶WC，又含有一定比例的细晶WC，使粗晶WC结构提供良好的塑性与韧性，细晶WC结构提供高的耐磨性，从而提升硬质合金的性能。因此，制备宽粒度分布硬质合金具有重要的意义。

关于宽粒度分布硬质合金的制备方法相关专利已有报道。中国专利CN1216172C采用9.01～13μm的WC和1.0～1.2μm的WC混合制备了钴含量为11～12％的硬质合金铲雪片。中国专利CN101285146A采用20～25um的碳化钨和1.0～1.5um的碳化钨混合制备了钴含量为12～20％、镍含量为3～10％的热墩热冲模具类硬质合金。中国专利CN1554789A采用1.2μm～1.8μm的WC和20μm～30μm的WC混合制备了钴含量为4～6％的矿用钨钴硬质合金。中国专利CN101338384A采用4μm～7μm的WC和1μm～1.5μm的WC混合制备了钴含量为4～6％的硬质合金。中国专利CN101338384A采用4μm～7μm的WC和1μm～1.5μm的WC混合制备了钴含量为6～16％的硬质合金。中国专利CN101845579A采用2μm～12μm的WC和碳化钨粉平均粒度小于1μm的碳化钨粉混合制备了钴含量为3～15％的硬质合金。然而，以上专利文献中采用的WC细晶粒均为1μm左右，粗WC其名义晶粒度都是多个晶粒聚合在一起的粒度，这样的WC粗晶粒球磨后的实际晶粒度与所用的细晶的粒度差别不大，从而所制备的硬质合金WC粒度分布宽度并没有比采用一种WC粉末制备的硬质合金WC粒度宽，所以不能同步实现高韧性与高耐磨性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种宽粒度分布硬质合金及其制备方法。

一种宽粒度分布硬质合金，为WC-Co硬质合金，其主要特征为：

(1)WC粒度分布宽度D＝(D95-D5)/D50，D大于2.5，其中D95、D50和D5分别为体积累积分布达到95％、50％和5％时的粒径；WC粒度分布是通过测量硬质合金金相照片上每个WC的晶粒面积，然后计算等效圆直径，最后作出WC粒度的体积累积分布；

(2)钴粘结相自由程分布宽度λ＝(λ95-λ5)/λ50，λ小于2.0，其中λ95、λ50和λ5分别为体积累积分布达到95％、50％和5％时的钴粘结相自由程；钴粘结相自由程分布是采用截线法测量硬质合金金相照片钴粘结相自由程长度；