[发明专利]一种网状结构硬质合金的制备方法和应用

说明书

本发明涉及硬质合金技术领域，提供了一种网状结构硬质合金的制备方法和应用。本发明采用“真空热固化+柔性混料+低压烧结”新技术路线，保证团粒料、基体料、成型剂及其它添加组分混合均匀，保证网状结构硬质合金中团粒球形结构的完整性和团粒在基体中分布的均匀性，以及金相组织中无A、B类孔隙缺陷，从而保证网状结构硬质合金的综合力学性能明显优于传统硬质合金。本发明通过调控硬质合金团粒料和基体料的成分、WC晶粒度和团粒/基体比例等因素，可设计性地定制出满足各种技术条件需求的网状结构硬质合金。本发明的网状结构硬质合金应用于地矿工具、模具等产品中，能够显著提升地矿工具、模具产品在复杂和苛刻工况下的使用寿命。

技术领域

本发明涉及硬质合金技术领域，特别涉及一种网状结构硬质合金的制备方法和应用。

背景技术

地矿、模具用硬质合金的钴含量一般为6wt.％～15wt.％，WC晶粒一般为中、粗晶粒。提高钴含量可以提高硬质合金的强度与韧性，但硬度与耐磨性不足；降低钴含量提高了硬质合金的硬度与耐磨性，但强度与韧性又不足，这一矛盾使传统硬质合金很难满足地矿、模具产品在复杂和苛刻工况下的使用需求，大大缩短地矿、模具产品的服役寿命。

为了解决这一难题，提高硬质合金工具的综合力学性能与服役寿命，特殊结构的硬质合金成为主要的发展方向。网状结构硬质合金是一种新型结构硬质合金，其组织包含两种组织结构，即团粒与基体。团粒贡献硬度与耐磨性，而基体贡献强度与韧性，团粒与基体均匀复合在一起使网状结构硬质合金具备优异的综合力学性能，能够满足地矿、模具产品在复杂和苛刻工况下的使用需求。

使用传统粉末冶金技术无法制备出团粒球形结构完整、团粒和基体均匀分散和A、B类孔隙满足要求的网状结构硬质合金。现有网状结构硬质合金制备技术尚不成熟，很难进行规模化生产和广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种网状结构硬质合金的制备方法和应用。本发明提供的制备方法硬质合金喷雾料为团粒料，通过“真空热固化+柔性混料+低压烧结”的新技术路线，保证网状结构硬质合金中团粒球形结构的完整性和团粒在基体中分布的均匀性，所得网状结构硬质合金的金相组织中无A、B类孔隙缺陷，网状结构硬质合金的综合力学性能明显优于传统硬质合金。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种网状结构硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硬质合金喷雾料依次进行脱蜡和真空热固化，得到硬质合金团粒料；

(2)将所述硬质合金团粒料、硬质合金基体料、石蜡和酒精进行柔性混合，然后依次进行干燥和造粒，得到待压制混合料；

(3)将所述待压制混合料依次进行模压成型和低压烧结，得到网状结构硬质合金。

优选的，所述真空热固化的温度为850～1200℃，保温时间为1～4h。

优选的，所述硬质合金基体料为混合料浆或WC-Co喷雾干燥料。

优选的，所述石蜡的质量为硬质合金团粒料和硬质合金基体料总重量的2～4.5wt.％；

所述酒精的加入量以使硬质合金团粒料、硬质合金基体料、石蜡和酒精混合所得混合料的液固比为75～120mL/kg计。

优选的，所述硬质合金团粒料的体积为硬质合金团粒料和硬质合金基体料总体积的50～95％。

优选的，所述柔性混料的温度为60～76℃，混料时间为2～8h，搅拌转速为30～55rpm；所述柔性混料无研磨体加入。

优选的，所述硬质合金喷雾料中包括以下质量百分含量的组分：Co 4wt.％～10wt.％，余量的WC；所述硬质合金喷雾料中WC的晶粒度为1.0μm～4.0μm；