[发明专利]一种高强度、高硬度纳米晶钨钴硬质合金的制备方法

摘要

本发明公开了一种高强度、高硬度纳米晶钨钴硬质合金的制备方法，它由常规原料亚细WC粉采用强化研磨加工、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型、加压烧结八个工艺流程完成其制备方法；该方法采用Fsss粒度为0.6～0.8μm的普通亚细颗粒WC粉以及粒度0.2～0.4μm金属Co粉；增加的强化研磨处理工序来改变亚细颗粒WC的粒度及粒度分布，得到的超粗晶粒硬质合金中WC的平均粒度达到0.2～0.4μm，韧性高，而且结晶完整、缺陷少、微观应变小，亚细晶均匀、显微硬度高，其耐磨性和抗冲击韧性得到极大的提高。

主权项

一种高强度、高硬度纳米晶钨钴硬质合金的制备方法，它由常规原料亚细WC粉采用强化研磨加工、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型、加压烧结八个工艺流程完成其制备方法；强化研磨加工：采用粒度为0.6~0.8µm(FSSS)的亚细WC粉为原料，以1~2‰VC和2~5‰Cr2C为抑制剂，采用化学试剂吐温80和研磨相结合的强化研磨工艺研磨时的丙酮和正已烷混合比为6~8:2~4，吐温80与球磨介质混合液的质量比为6~10:90~94；球料之比为3.25:1，固液之比为5:1，研磨时间为24～48小时；配料：配料时选用0.2~0.4µm(FSSS)的超细粒度钴粉和强化研磨后的0.1~0.4µm(FSSS) 超细粒度碳化钨进行混合，钴粉与碳化钨粉的质量之比为6～13:87～94；湿磨：将配比好的的混合粉末加入球磨介质及硬质合金球置于球磨机内进行混合研磨；其碳化钨和钴混合粉末、球磨介质、硬质合金球的质量配比为：钨钴硬质合金粉:球磨介质:硬质合金球=3.25:1:16.25 ，研磨时间为24小时；干燥：将混合研磨好的粉料按工艺要求过滤后置于真空干燥器内加热以蒸发球磨介质，使混合料保持干燥；掺成形剂：将混合干燥好的混合料按比例掺入石蜡或PEG成形剂使混合料成形，其混合料与石蜡或PEG成形剂的比例为：混合料:石蜡或PEG成形剂=98:2；制粒：将成形的混合粉料制成设计要求尺寸大小的颗粒状，以提高粉末的流动性能；压制成型：将颗粒状粉料压制成所需要形状的压坯；加压烧结：将压制成型的硬质合金压坯置于一体化脱脂加压烧结炉中进行最高温度为1400～1430℃烧制，在最高温度时加压2.5MPa保压、保温40分钟；球磨介质为丙酮和正已烷混合液，其质量比为6~8:2~4，将亚细的WC粉通过24～48小时的喷射研磨，分散和分级筛分；去除粗粒度的WC颗粒，筛分的粗粒度的WC进行再研磨，最终选用平均粒度为0.1~0.4µm(FSSS)的超细粒度WC粉；通过再湿磨24小时、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和1400～1430℃加压烧结制备的硬质合金的WC平均晶粒度达到0.2～0.4μm，抗弯强度达到4000～5400MPa，硬度HRA92.5.0～93.8的高强、高硬度系列纳米硬质合金。