用于胶结碳化物的复合碳化物粉末及其生产方法技术

为了提供胶结碳化物，预备具有晶粒大小不小于１μｍ的碳化钨粉末，并将它们与碳粉和铬粉混合形成原料粉末。由碳化钨细初凝晶微粒形成碳化钨粉末和满足给出的不等式：Ｙ〉０．６１－０．３３ｌｏｇ（Ｘ），其中Ｙ代表在用Ｘ射线衍射方法测量的碳化钨（ＪＣＰＤＳ－ｃａｒｄ２５－１０４７，ｄ＝０．９０２０）中（２１１）晶面的半值宽度，而Ｘ代表用ＦＳＳＳ方法测量的晶粒大小。将原料粉末加热到１２００－１７００℃，使铬粉扩散到碳化钨粉末中，并压制成具有高的横向ｒａｐｙｕｒｅ强度和高的硬度的胶结碳化物。 度６．５－１０．５ｇ／旦、破断伸长率１４－４５％的合成纤维；ｂ、聚氯乙烯系糊状溶胶组合物是，含有１００重量份数聚氯乙烯系糊状溶胶、３０－８５重量份数邻苯二甲酸酯系增塑剂、３－３０重量份数磷酸酯系增塑剂、５－４５重量份数无机阻燃剂的糊状溶胶组合物。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种作为碳化物原料，即硬质合金的复合碳化物粉末，更具体地说，涉及碳化钨(WC)系列的复合碳化物粉末。另外，本专利技术还涉及生产复合碳化物粉末的方法。迄今为止，复合碳化物粉末被用来生产各种用于剪切或成型物体的刀具如端铣、绞刀和剪刀片等等。因为在日本未审查专利公开号平3-208811(即208811/1991)和平5-147916(即147916/1993)中已经公开了这类WC-Co基胶结碳化物的复合碳化物粉末，所以这两篇文献分别被称为第一和第二参考文献。正如在第一和第二参考文献中提到的首先制备具有平均晶粒大小为0.5μm或更小的WC粉末作为原料。向WC粉末中加入0.1-2.0％V、0.1-2％Cr和0.2-3％(重量)Ta的晶粒生长抑制剂。另外，胶结碳化物还包含5-30％(重量)的Co或Ni和杂质，并具有0.8μm或更小的WC相的结构。目前，越来越强烈的要求是采用自动剪切工艺或自动成型工艺。在这种自动剪切或自动成型工艺中，胶结碳化物的刀具需经受着极苛刻的条件。为了经受这种苛刻的条件，人们认为应该用细晶粒胶结碳化物制成刀具。然而，大量细晶粒的WC粉末在1300℃的低温或更低的温度下特别容易碳化，因此是不稳定的。结果，在胶结碳化物的热处理过程中，容易引起晶粒长大。这意味着在胶结碳化物中的WC相的金相结构因晶粒大小的分布宽而受到不利的影响。因此，大尺寸的颗粒具有导致降低胶结碳化物强度的缺陷，这使它难以满足刀具的需要。为了生产晶粒大小为1μm或以下的WC粉末，W粉末也应该具有1μm或以下细晶粒大小。这种细晶粒大小的W粉末与1μm或以下晶粒大小的W粉末相比是非常昂贵的，并使胶结碳化物变得昂贵。本专利技术的第一个目的是提供一种复合碳化物粉末，不使用细晶粒钨(W)粉末能够制成细晶粒胶结碳化物。本专利技术的第二个目的是提供由复合碳化物粉末制成的刀具。本专利技术的第三个目的是提供生产上述复合碳化物粉末的方法。按照本专利技术，提供的复合碳化物粉末包含作为主要成分的碳化钨粉末，该碳化钨粉末主要由细初凝晶微粒的碳化钨组成，其中碳化钨粉末满足所给的不等式Y＞0.61-0.33log(X)，其中Y代表在用X射线衍射方法测量的碳化钨(JCPDS-card 25-1047，d＝0.9020)中(211)晶面的半值宽度，而X代表用FSSS方法测量的晶粒大小。按照本专利技术，也提供了碳化钨粉末作为主要成分的复合碳化物粉末的生产方法，该方法包括步骤制备平均晶粒大小不小于1μm的钨粉，把钨粉与碳粉和铬粉混合形成混合物，和在预定的气氛中把混合物加工成碳化钨细初凝晶微粒，作为复合碳化钨粉末。按照本专利技术，也提供了碳化钨粉末作为主要成分的复合碳化物粉末的生产方法，该方法包括步骤制备平均晶粒大小不小于1μm的钨粉，把钨粉与碳粉和铬粉一起与选自Ta、Mo、Nb和Zr的至少一种组份混合形成混合物，和在预定的气氛中把混合物加工成碳化钨细初凝晶微粒，作为复合碳化钨粉末。下面描述本专利技术的实施方案。在本专利技术中，预备W粉和碳(C)粉。在这种情况下，应该注意在本专利技术的实施方案中，W粉具有的平均晶粒大小为1.0-7.0μm，并不包括小于1μm细晶粒。另外，也制备包含铬材料或粉末(将称之为Cr粉)，其选自于金属铬、氧化铬、有机铬化合物、无机铬化合物和碳化铬。在实施例中，也制备选自于氧化钒、钒金属和碳化钒的钒粉和选自Ta、Mo、Nb和Zr的至少一种成分氧化物、金属或碳化物制成的添加粉末。然后，将由此制备的W粉、C粉、Cr粉、钒粉和添加粉末作为原料或原料粉末并一起混合形成混合物。把混合物输入选自氢气、真空或情性气体如氮气(N2)和氩(Ar)的气氛中，加热得到碳化钨细初凝晶微粒。特别地，将混合物以3-100℃/分的加热速度加热到1200-1700℃，并在上述气氛中于该温度下保持10-300分钟(优选200分钟)。在热处理过程中，该混合物被碳化成包括碳化钨(WC)细初凝晶微粒的复合碳化物粉末。已经证明这样得到的细初凝晶微粒满足不等式Y＞0.61-0.33logX的要求，这里X代表用FSSS方法测量的晶粒大小，而Y代表在用X射线衍射方法测量的碳化钨(JCPDS-card 25-1047，d＝0.9020)中(211)晶面的半值宽度。另外，已经发现所获得的复合碳化物粉末由具有均匀平均晶粒大小的细胶结碳化物晶粒形成。这表明无需使用细WC粉便可以获得细胶结碳化物晶粒，而WC粉当用FSSS方法测量时具有1μm的晶粒大小，表明用这种方法可以廉价获得细胶结碳化物晶粒。这里，将考虑限制的原因。在本专利技术中，W粉的平均晶粒大小限制在1.0-7.0μm的范围内。当晶粒大小小于1.0μm时，因为W晶粒的尺寸太小，所以Cr不均匀扩散到W晶粒或微粒中。结果，在热处理过程中W微粒被烧结，并引起异常的生长。另一方面，当W粉的平均晶粒大小大于7.0μm时，Cr不能扩散入每个W微粒的中心，这在胶结碳化物中引起不均匀的金相结构。如上所述，加热速度被限制在3-100℃/分的范围内。同时，如本领域所知，碳化铬和碳化钨不能形成固溶体。在这种情况下，当加热速度超过100℃/分时，W粉和C粉之间的反应快速进行。这种快速反应使细初凝晶WC微粒生长不充分。另一方面，当加热速度小于3℃/分时，W微粒生长不好。另外，碳化铬的用量被限制在0.2-2.5％(重量)范围内。当用量小于0.2％，WC细初凝晶微粒不能够充分形成。这里，应注意当碳化铬用量增加时，易于形成WC细初凝晶微粒。然而，大于2.5％(重量)的碳化铬用量超过了在胶结碳化物中固溶体的极限，并引起相析出，致使强度变差和使合金易碎。而且，上述被称之为其他粉末的碳化钒、碳化钽、碳化钼、碳化铌和碳化锆的总量应在0.1-3.0％(重量)范围内。当总量小于0.1％时，在胶结碳化物或硬质合金的热处理过程中难以抑制可能发生的微粒生长。因此，不能获得细晶粒。当其他粉末的总量大于3.0％(重量)时，因为超过固溶体的极限，所以在胶结碳化物中析出另一种相。这一种相的强度差而且韧性减弱。X射线衍射方法的半值宽度和由FSSS方法测量的晶粒大小的限制如下。这里，假定在碳化钨的X射线衍射中，用Y代表碳化钨(JCPDScard25-1047，d＝0.9020)中(211)晶面的半值宽度，而用X代表用FSSS方法测量的晶粒大小。考虑X和Y之间的关系，X和Y之间的不等式Y＞0.61-0.33log(X)成立。当不等式不成立时，已经发现与用FSSS方法测量的晶粒大小有关的半值宽度太小，而不能生产具有均匀晶粒大小的胶结碳化物。接着，按照本专利技术的实施方案，对第1至第13个试样进行描述。在该试样中，按照本专利技术，假定将复合碳化物粉末在经过处理后用于粉末冶金，而且包含碳化钨细初凝晶微粒。在表1中，制备每个试样作为原料粉末且其包含钨(W)粉、碳(C)粉、铬(Cr)粉和选自于Ta、V、Mo、Nb和Zr的添加粉末。如表1所示，钨(W)粉具有的晶粒大小为1.0-6.4μm，且在与其他组份混合前不小于1.0μm。铬粉末可以以金属铬、氧化铬、无机铬化合物、有机铬化合物或碳化铬的形式加入。用Henschell混合器(产品名)将该混合物混合30分钟。在表1所示的条件下，碳化试样，得到包括WC细初凝晶的WC粉末，而且全部具有表2所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合碳化物粉末包含作为主要成分的基本上由碳化钨细初凝晶微粒组成的碳化钨粉末，其中所说的碳化钨粉末满足给出的不等式： Ｙ〉０．６１－０．３３ｌｏｇ（Ｘ）， 其中Ｙ代表在用Ｘ射线衍射方法测量的碳化钨（ＪＣＰＤＳ－ｃａｒｄ ２５－１０４７，ｄ＝０．９０２０）中（２１１）晶面的半值宽度，而Ｘ代表用ＦＳＳＳ方法测量的晶粒大小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山本良治，浅田信昭，土井良彦，
申请(专利权)人：东京钨株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]