一种高硬度表层富WC纳米晶梯度硬质合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高硬度表层富WC纳米晶梯度硬质合金及其制备方法，属于硬质合金材料制备领域。一种高硬度表层富WC纳米晶梯度硬质合金，所述合金按质量百分比，由下述原料组分制得：2～10％V(C1‑xNx)、6～15％Co、0.2～0.8％Cr3C2、0～0.5％炭黑、0～6％(Nb,Ta)C、余量为WC，各组分质量百分数之和为100％，其中，x＝0.2～1。本发明专利技术使用的V(C1‑xNx)分解后溶于Co中，吸附在WC晶界上，抑制晶粒长大，不会产生其它杂质。同时，V(C1‑xNx)可在较低分解温度下分解。本发明专利技术制备的纳米晶梯度硬质合金表层硬度耐磨性较高，而芯部有较好的韧性，有效的提高了刀具材料性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度表层富WC纳米晶梯度硬质合金及其制备方法
本专利技术涉及一种高硬度表层富WC纳米晶梯度硬质合金及其制备方法，属于硬质合金材料制备领域。
技术介绍
硬质合金是以高熔点高硬度碳化物为基体，以钴镍铁等粘结金属为粘结相，采用粉末冶金法制备的工具材料。硬质合金由于具有高硬度、高强度、耐腐蚀等优点是机械制造业常用的刀具材料。随着材料的发展，机械加工行业对其要求越来越高，需求更高的硬度和耐磨性能等。纳米晶硬质合金以其高硬度和高强度在机械加工时显示出优越的使用性能，满足现代加工工业以及特种应用领域对新材料加工要求的能力大幅度提高。纳米晶硬质合金已成为硬质合金的发展趋势。总的来讲，硬质合金的机械性能主要取决于Co含量和晶粒尺寸。在晶粒尺寸一定的条件下，随Co含量的降低，硬质合金的硬度提高，强度、韧性下降，反之亦然。因此，若能制备出表层贫Co而富WC梯度硬质合金，Co含量从表面到芯部逐渐增加，则合金表面区域由于Co含量低于标称含量，WC高于标称含量，将具有更高的硬度和耐磨性；而Co含量高的芯部则有更好的强度和韧性，从而有效地解决了传统均质硬质合金强度和硬度、耐磨性和韧性之间的矛盾。如果能够将纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硬度表层富WC纳米晶梯度硬质合金，其特征在于：所述合金按质量百分比，由下述原料组分制得：2～10％V(C1‑xNx)、6～15％Co、0.2～0.8％Cr3C2、0～0.5％炭黑、0～6％(Nb,Ta)C、余量为WC，各组分质量百分数之和为100％，其中，x＝0.2～1。

【技术特征摘要】
1.一种高硬度表层富WC纳米晶梯度硬质合金，其特征在于：所述合金按质量百分比，由下述原料组分制得：2～10％V(C1-xNx)、6～15％Co、0.2～0.8％Cr3C2、0～0.5％炭黑、0～6％(Nb,Ta)C、余量为WC，各组分质量百分数之和为100％，其中，x＝0.2～1。2.根据权利要求1所述的合金，其特征在于：所述V(C1-xNx)为V(C0.5N0.5)或VN。3.根据权利要求1所述的合金，其特征在于：所述合金的芯部组织含量为标称WC和Co含量，表层形成20～50μm厚富WC梯度层，其中，WC晶粒的平均尺寸为80～120nm，梯度层中V(C1-xNx)为标称含量的0～0.3倍，Co含量为标称Co含量的0～0.2倍。4.根据权利要求1所述的合金，其特征在于：所述合金按下述方法制得：(1)按原料组分质量百分比进行配料：2～10％V(C1-xNx)、6～15％Co、0.2～0.8％Cr3C2、0～0.5％炭黑、0～6％(Nb,Ta)C、余量为WC，各组分质量百分数之和为100％，其中，x＝0.2～1；所述原料为WC粉末、V(C1-xNx)粉末、Co粉、Cr3C2粉末和炭黑粉末；(2)将上述原料混合后加入湿式球磨机中湿磨，将混合料浆静置10～20h，然后放入真空干燥箱内，在60～100℃保温1～2h，干燥后用40目筛网过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，张海燕，许智峰，王强，周向葵，刘久振，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21