[发明专利]一种碳化钛钢结合金的制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种钴包碳化钛的制备方法，应用于粉末冶金技术领域。

发明背景

钢结硬质合金（以下简称为钢结合金）是以钢为基体，碳化钨、碳化钛等为硬质相采用粉末冶金方法生产的介于硬质合金和合金工具钢、模具钢及高速钢之间的高寿命模具材料和工程材料。钢结合金钢基体粘结相与硬质相的配比范围相当广泛，这就决定了其具备如下优异性能：1）广泛的工艺性能，主要是可锻造性能和可切削加工性能以及可热处理性和可焊接性。2）良好的物理机械性能，主要表现在与高钴硬质合金相当的耐磨性；与钢相比较高的刚性、弹性模量、抗弯强度和抗压强度；与硬质合金相比较高的韧性；以及良好的自润滑性和高的阻尼特性等。3）优异的化学稳定性，如耐高温、抗氧化、抗各种介质腐蚀等。由于钢结合金的上述优异的综合性能，使得它在工模具材料、耐磨零件、耐高温和耐腐蚀构件材料等方面愈来愈占据重要的地位，且在金属加工、五金电子、汽车、机械、冶金、化工、船舶、航空航天以及核工业等领域得到广泛应用并得到良好效果。如与合金工具钢、模具钢及高速钢相比，钢结合金可使模具寿命数以十倍地大幅度提高，经济效益也极为显著。

碳化钛钢结硬质合金相比碳化钨钢结合金，其成本低，适合市场推广使用。但其合金的强韧性仍较低，远不能满足愈来愈多的承受冲击力较大，冲击速度较高情况下的情况下使用。因此开发生产高性能、低成本的碳化钛钢结硬质合金很有必要。其中，提高碳化钛钢结合金的强韧性是重点的研究方向。

发明内容

本发明提供一种碳化钛钢结合金的制备方法，用以提高碳化钛钢结合金的强韧性。

本发明的碳化钛钢结合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将碳化钛粉与钢基体粉末装入球磨桶中，装入钢球，球料比5:1－10:1，加入占混合粉1－2wt%的钼铁合金，加入甲醇和0.5－1%PVA作为冷却剂和分散剂，采用震动球磨机球磨48－72小时；

2）将料浆干燥后压制成形、烧结得到钢结合金。

本发明采用高能球磨方式提高粉末的活性，并且达到碳化钛与钢基体粉末机械合金化的程度，从而提高碳化钛与钢基体在烧结过程中的亲和性，提高最终合金的强韧性。此外，本发明中采用了价格较低的钼铁合金作为原料，其在烧结过程中进一步改善碳化钛与钢基体的润湿性，提高合金的强韧性。因此，本发明制备高性能钢结合金方法能够提高合金的综合力学性能，而且过程简便，节约成本。

具体实施方式

实施例1

按如下步骤制备碳化钛钢结合金：

1）将碳化钛粉与钢基体粉末装入球磨桶中，装入钢球，球料比5:1，加入占混合粉1wt%的钼铁合金，加入甲醇和0.5wt%PVA作为冷却剂和分散剂，采用震动球磨机球磨48小时；

2）将料浆干燥后压制成形、烧结得到钢结合金。

实施例2

按如下步骤制备碳化钛钢结合金：

1）将碳化钛粉与钢基体粉末装入球磨桶中，装入钢球，球料比10:1，加入占混合粉2wt%的钼铁合金，加入甲醇和1wt%PVA作为冷却剂和分散剂，采用震动球磨机球磨72小时；

2）将料浆干燥后压制成形、烧结得到钢结合金。

实施例3

按如下步骤制备碳化钛钢结合金：

1）将碳化钛粉与钢基体粉末装入球磨桶中，装入钢球，球料比8:1，加入占混合粉2wt%的钼铁合金，加入甲醇和1wt%PVA作为冷却剂和分散剂，采用震动球磨机球磨48小时；

2）将料浆干燥后压制成形、烧结得到钢结合金。

实施例4

按如下步骤制备碳化钛钢结合金：

1）将碳化钛粉与钢基体粉末装入球磨桶中，装入钢球，球料比8:1，加入占混合粉1.5wt%的钼铁合金，加入甲醇和0.8wt%PVA作为冷却剂和分散剂，采用震动球磨机球磨60小时；

2）将料浆干燥后压制成形、烧结得到钢结合金。

实施例5

按如下步骤制备碳化钛钢结合金：

1）将碳化钛粉与钢基体粉末装入球磨桶中，装入钢球，球料比9:1，加入占混合粉1.8wt%的钼铁合金，加入甲醇和0.9wt%PVA作为冷却剂和分散剂，采用震动球磨机球磨68小时；

2）将料浆干燥后压制成形、烧结得到钢结合金。