[发明专利]一种超细超微粒硬质合金及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种超细超微晶粒硬质合金，其特征在于，以质量百分比计，该硬质合金包括以下成分：粘结相含量为11.5～18.5％，晶粒生长抑制剂含量为0.4％～1.2％，余量为WC；该硬质合金的平均晶粒≤1μm，优选0.5μm～0.9μm；洛氏硬度为89.5～91.0HRA，断裂韧性为11.5～18.0Mpa·m^1/2，抗弯强度≥3500MPa。

2.根据权利要求1所述的超细超微晶粒硬质合金，其特征在于，该硬质合金由包含以下组分的原料制备而成：粘结相含量为12.5～15.5％，晶粒生长抑制剂含量为0.45％～0.8％，余量为WC。

3.根据权利要求1或2所述的超细超微晶粒硬质合金，其特征在于，所述粘结相包括Co粉和/或Ni粉；所述Co粉的费氏粒度为0.6～1.3μm；所述Ni粉的费氏粒度为1.0～1.5μm，Ni粉在粘结相中的质量百分占比为0～33.3％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的超细超微晶粒硬质合金，其特征在于，所述晶粒生长抑制剂包括Cr₃C₂、VC中的至少一种，优选为Cr₃C₂；所述晶粒生长抑制剂的费氏粒度为0.6～1.3μm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的超细超微晶粒硬质合金，其特征在于，所述WC的晶粒度为0.55～1.20μm，碳平衡为+0.01～+0.05％。

6.一种权利要求1-5任一项所述的超细超微晶粒硬质合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将所述粘结相和所述晶粒生长抑制剂、WC粉混合，加入成型剂，进行球磨、喷雾干燥，得到混合料；

S2：将步骤S1得到的混合料压制成型，再进行低压烧结，得到超细或亚微晶硬质合金。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述粘结相包括Co粉和/或Ni粉；所述Co粉的费氏粒度为0.6～1.3μm；所述Ni粉的费氏粒度为1.0～1.5μm；

和/或，所述晶粒生长抑制剂包括Cr₃C₂、VC中的至少一种，所述Cr₃C₂粉的费氏粒度为0.6～1.3μm，所述VC的费氏粒度为0.6～1.3μm；

和/或，所述WC粉的晶粒度为0.55～1.20μm。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述成型剂为聚乙二醇、石蜡中的一种，成型剂加入量为原料总质量的1～4％；所述球磨采用的球磨介质为无水酒精，球磨转速为30-40转/分，球磨时间为30～60h；优选地，步骤S1包括：将所述晶粒生长抑制剂、成型剂及25-35％的湿磨介质预磨2～5h，然后加入WC粉末和粘结相和剩余球磨介质继续球磨，喷雾干燥，得到混合料。

9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述压制成型包括采用压制工艺或预压、冷等静压和割型修型工艺；

和/或，所述低压烧结在惰性氛围下进行，烧结温度为1380～1480℃，惰性氛围包括氮气、氩气、氦气，优选为氩气；所述惰性气体压力为4～10MPa，保温0.5～1.5h。

10.根据权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2还包括在所述烧结后的退火处理或深冷处理；

优选地，所述退火处理包括：烧结后得到的合金毛坯冷却至80℃以下，再升温至500～800℃退火，退火温度下保温3～10h；

优选地，所述深冷工艺的条件包括：深冷温度-200～-190℃，深冷温度下保温2～4h。

11.权利要求1-5任一项所述的超细超微晶粒硬质合金或权利要求6-10任一项所述的制备方法制得的超细超微晶粒硬质合金在电子精密进冲压模具领域中的应用。