[发明专利]一种硬质合金及其制造方法

说明书

本发明公开一种硬质合金的组成成分及重量含量如下：WC：80‑92%，Co：3‑8%，ZrC:1‑6%,La₂O₃：0.2‑0.4%，TaC：1‑3%，所述WC的晶粒度选择为0.4μm，所述Co的晶粒度选择为1.42μm，经球磨、压制和低压烧结而成。加入的ZrC、La₂O₃和TaC使合金的组织结构均匀细化，同时在切削过程中提高合金与钢的粘结温度，减缓合金成分向钢中扩散，提高刀具使用寿命。本发明的合金晶粒细小，具有高温硬度与强度，并且具有良好的抗磨损性能，可用作精加工刀具的合金材料。

技术领域

本发明属于合金材料制造工艺技术领域，具体地说，是一种硬质合金配方及其制造方法。

背景技术

硬质合金是由难熔金属盒粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,其被广泛用作刀具材料。硬质合金的硬度和韧性是相互矛盾的关系，在提供硬度的同时必定会降低合金的韧性，反之亦然。随着高温宇航材料出现和电子信息产业的发展，对硬质合金刀具材料基体提出了更高的技术要求，需要一种具有“双高”性能的硬质合金。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优越的硬度和良好韧性的高硬度硬质合金配方；本发明的另一目的是提供一种制造高硬度硬质合金的工艺方法。

为达到上述目的，本发明所采用的方案如下：

一种硬质合金的组成成分及重量含量如下：WC：80-92%，Co：3-8%，，ZrC:1-6%, La₂O₃：0.2-0.4%，TaC：1-3%。

作为优先，上述WC的晶粒度选择为0.4μm，所述Co的晶粒度选择为1.42μm。

本发明还提供一种硬质合金的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将WC、ZrC、TaC和La₂O₃按比例加入球磨桶，加入无水乙醇作为球磨介质，先球磨20～48小时，然后在加入粘结相Co，再球磨时间24-48～80小时，

（2）将步骤（1）所得的料浆过筛，并烘干；

（3）将步骤（2）制得的粉末按90ml/kg加入SD橡胶，并干燥制粒待用；

（4）压制：将步骤（3）得到的粉料在单柱液压机上压制成7.02×8.04×24.74 mm³的B型条；

（5）烧结：将步骤（4）所得的B型条放置于低压烧结一体炉中烧结。

作为优选：步骤（1）球磨过程中冲入氩气作为保护气体。

作为优先：步骤（5）中加压介质为高纯氩气，最高烧结温度为1450℃。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该硬质合金粉末中添加ZrC后，由于ZrC具有更高的高温化学稳定性，同时由于ZrC在溶解析出过程中会在粘结相Co中发生界面偏析，既能阻碍晶粒长大，同时晶格的畸变产生应力和应变，这些应力和应变在受力过程中能吸收裂纹过程的扩散能量，提高合金的抗疲劳和抗热裂纹的能力；La₂O₃的添加后，La和O会弥散均匀分布于晶界，阻碍了WC的聚集生长，使组织结构均匀，增加WC/Co界面面积，提高合金的抗弯强度；加入的TaC能提高合金的高温硬度与高温强度，同时在切削过程中提高合金与钢的粘结温度，减缓合金成分向钢中扩散，提高刀具使用寿命。本发明的合金晶粒细小，具有高温硬度与强度，并且具有良好的抗磨损性能，可用作精加工刀具的合金材料。

具体实施方式

实施例1