[发明专利]一种超细晶粒硬质合金的制备方法

摘要

一种超细晶粒硬质合金的制备方法，通过化学沉淀-后续碳化的方法，制备出具有V2O5包覆WO3结构的纳米粉末，并通过原位碳化反应生成具有结构遗传性的VC包覆WC结构的微纳米复合粉末，VC均匀的包覆在WC晶粒的外层，粒径均匀，粉末分散性好。在烧结时，WC外层的VC均匀溶解在液相Co中，阻碍W、C原子的扩散，降低WC在粘接相中的溶解度，有效抑制W、C原子的溶解和析出，减少WC通过溶解析出再长大的速率与几率，使WC晶粒得到细化。本发明工艺方法简单、操作方便、硬质合金基体中VC分布均匀、可有效抑制烧结时WC晶粒异常长大；所制备的超细硬质合金，其硬度、抗弯强度等性能均优于采用混料方式添加VC等抑制剂的硬质合金，可减少VC添加量，有效抑制WC晶粒的异常长大。可实工业化规模生产。

主权项

一种超细晶粒硬质合金的制备方法，包括下述步骤：第一步：V2O5包覆WO3结构的纳米粉末的制备取100‑300克的H2WO4添加到浓度为0.2～0.6mol/L的2L氨水中，得到浓度为0.2～0.6mol/L的(NH4)2WO4；取1～2 L的(NH4)2WO4与浓度为0.02～0.06的0.1～0.2 L的NH4VO3混合，得到浓度为0.2～0.6mol/L的(NH4)2WO4、NH4VO3的混合溶液；将相同体积、相同温度，浓度为0.4～1.2mol/L的HCl溶液加入所得(NH4)2WO4、NH4VO3的混合溶液，搅拌产生沉淀；经过6～8小时陈化后，固液分离，取固体沉淀物，加热到400～500℃煅烧3～6h，得到V2O5包覆WO3结构的纳米粉末；第二步：VC包覆WC结构的WC‑Co微纳米合金粉末的制备按质量比为：V2O5包覆WO3结构的纳米粉末∶C∶Co3O4＝(72‑74)∶(9‑11)；(17‑19)，分别称取V2O5包覆WO3结构的纳米粉末、C、Co3O4，混合球磨，得合金粉末混合物；将所述合金粉末混合物模压制成压坯，所述模压压力为50～100MPa；将所述压坯置于真空气氛中进行原位碳化反应，反应温度为1000～1100℃，随炉冷却，得到VC包覆WC结构的WC‑Co微纳米合金粉末；第三步：在第二步所得合金粉末混合物中加入成型剂，搅拌均匀、过筛、模压成坯后于氩气气氛中进行压力烧结，随炉冷却，得到超细晶粒硬质合金。