[发明专利]一种含稀土的硬质合金及其制备方法

说明书

本发明属于粉末冶金技术领域，具体为一种含稀土的硬质合金及其制备方法，以W‑稀土粉末的形式向硬质合金中加入稀土，该稀土加入方法稳定，稀土不易被氧化，且稀土分散均匀，可以制备得到无夹粗无孔隙的含稀土硬质合金，所述硬质合金的密度≥14.20g/cm³；硬度HRA≥90.0；强度≥2800MPa；金相A02B00C00E00、无夹粗且相分布均匀。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体为一种含稀土的硬质合金及其制备方法。

背景技术

稀土元素或稀土氧化物，既能强化硬质相、粘结相，使硬质合金具有较高的强度，又能提高塑性相比例、净化晶界且细化晶粒，从而提高硬质合金的韧性。稀土加入硬质合金具有如此多的优异性能，早期就有很多稀土相关的研究，例如，不同稀土元素对硬质合金的影响、稀土添加方式的研究等等，硬质合金中添加稀土的方式主要包括：稀土金属粉末直接在湿磨时加入、共沉淀法加入、掺杂法加入等，但是现有的加入方式会存在稀土分布不均且容易氧化、影响硬质合金抗弯强度等缺陷。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种含稀土的硬质合金及其制备方法，能够使稀土均匀的分散在硬质合金中，制备得到无夹粗无孔隙的含稀土硬质合金。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种含稀土的硬质合金的制备方法，包括如下步骤：

S1.配料：按照86.8-89.41wt％的WC粉末、10-12wt％的粘结剂粉末和0.59-1.2wt％的Cr₃C₂粉末进行配料得到原始粉末，再按照W-稀土粉末中稀土含量为粘结剂粉末质量的0.2-0.4wt％的比例，向原始粉末中加入W-稀土粉末完成配料得到混合料；

S2.球磨：将混合料加入球磨机进行球磨；

S3.干燥过筛：球磨结束后混合料供入烘箱进行干燥，干燥后过筛得到混合粉体；

S4.烧结：将混合粉体通过精密压机成型，随后进行烧结，烧结工艺为：烧结温度为1400-1500℃，压力为5.0-10.0MPa，保温时间为40-100min。

作为本发明所述的一种含稀土的硬质合金的制备方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，所述WC粉末的碳含量为6.05-6.21wt％，其FSSS粒度为0.81μm。

作为本发明所述的一种含稀土的硬质合金的制备方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，所述粘结剂粉末为镍粉或钴粉，其粒度1μm。

作为本发明所述的一种含稀土的硬质合金的制备方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，所述的W-稀土粉末为偏钨酸铵和稀土氧化物按一定比例溶于去离子水制成溶度为160-250g/L的溶液；再将溶液利用喷雾干燥塔喷雾造粒得到含稀土的粉末前驱体，最后通过煅烧-还原得到W-稀土粉末。

作为本发明所述的一种含稀土的硬质合金的制备方法的优选方案，其中：所述步骤S2中，所述球磨机为立式行星球磨机，其采用硬质合金做研磨体。

作为本发明所述的一种含稀土的硬质合金的制备方法的优选方案，其中：所述步骤S2中，所述球磨工艺为：球磨机的转速为250-300r/min，球料比为3-5:1，球磨的介质为无水乙醇，液固比为300-350ml/kg；同时加入成型剂及表面活性剂；球磨时间为8-12h。

作为本发明所述的一种含稀土的硬质合金的制备方法的优选方案，其中：所述步骤S2中，所述成型剂为石蜡，所述表面活性剂为油酸。

作为本发明所述的一种含稀土的硬质合金的制备方法的优选方案，其中：所述步骤S3中，所述干燥温度为85-100℃，所述干燥时间为20-50min。