一种超细硬质合金及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种超细硬质合金及其制造方法该合金由主要成分ＷＣ硬质相、Ｃｏ－Ａｌ为粘结金属相和稀土金属元素相三者组成的复合合金；该合金的组成成分及重量含量如下：Ｃｏ－Ａｌ粘结金属相：Ａｌ１３－２０％，Ｃｏ８０－８７％；复合合金：Ｃｏ－Ａｌ１０－１５％，Ｒｅ１－３％，ＷＣ８２－８９％。其制造方法为：首先由高能球磨制得粘结合金Ｃｏ－Ａｌ；然后按所规定的硬质合金成分重量配比配料，并进行强化球磨，然后将球磨制取的硬质合金混合料进行真空烧结，烧结温度１３６０℃，保温时间２０分钟。最后制得超细硬质合金。（*该技术在2023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，属合金材料制造工艺
在提高耐腐蚀性能方面，人们曾采用镍作粘结金属，如WC-Ni硬质合金；也有人在WC-Co中添加Cr组成WC-Co-Cr硬质合金。在抑制晶粒长大方面，研究者曾在合金中添加抑制剂，如添加Cr3C2、TaC、VC来控制晶粒大小；也曾采用新的烧结方法来抑制晶粒大小，如热等静压、微波烧结、放电等离子烧结等。但从目前的工作来看都无法达到既提高耐腐蚀性又细化晶粒的综合效果。采用Ni作粘结金属或添加Cr都不能根本上解决耐腐蚀的问题；添加晶粒长大抑制剂会降低合金的性能，并且粉末越细很难达到抑制剂的均匀分布，会造成WC晶粒的偏向异常长大。为此要制取超细和纳米硬质合金必须寻求新的配方和工艺。本专利技术的一种超细硬质合金，其特征为该合金由主要成分WC硬质相、Co-Al为粘结金属相和稀土金属元素相三者组成的复合合金；该合金的组成成分及重量含量如下Co-Al粘结金属相Al13-20％， Co 80-87％；复合合金Co-Al 10-15％， Re 1-3％，WC 82-89％。本专利技术的一种超细硬质合金的制造方法，其特征为首先由高能球磨制得粘结合金Co-Al；根据上述粘结金属成分重量配比配料，在保护介质中进行高能球磨，然后按所规定的硬质合金成分重量配比配料，并进行强化球磨，然后将球磨制取的硬质合金混合料进行真空烧结，烧结温度1360℃，保温时间20分钟。最后制得超细硬质合金。本专利技术采用Co-Al代替Co作为硬质合金粘结剂。Co-Al是一种金属间化合物，具有良好的抗氧化、耐腐蚀性能以及在中低温下有较高的机械强度和塑性。另外作为硬质合金中的粘结金属具有良好的烧结性能。再者在烧结中出现液相点的温度Co-Al相比Co相要低得多，前者为(1260℃)，后者为(1320℃)。并且WC在Co-Al中的溶解度也要比Co相低，结果大大抑制了WC晶粒的长大，可获得更为细小WC晶粒的硬质合金。本专利技术方法制得的超细硬质合金，其WC晶粒粒度平均为200nm。根据测试(烧结态GB3851-783)，合金的机械性能为抗弯强度为2250-2800MPa，硬度HRA为92-93.5。本专利技术的合金具有高温抗氧化、抗酸碱腐蚀能力，并且具有良好的抗磨损性能，可用作切削刀具的合金材料。实施例一本实施例中，采用的Co-Al粘结金属相得组成为Al 16wt％，Co84wt％；复合合金的组成为Co-Al 10％，Re 1％，WC 89％。其制备方法如下首先由高能球磨制得粘结合金Co-Al。根据上述粘结金属成分重量配比配料，在保护介质中进行高能球磨，球磨所获得的是部分合金化和部分各元素高度弥散的混合粉末，其粒度BET值为0.8μ。然后按所规定的硬质合金成分重量配比配料，并进行强化球磨，然后将磨制所得的硬质合金混合料进行成形和真空烧结，原始WC粉末粒度为0.5μ。烧结温度1360℃，保温时间20分钟，最后得到的超细硬质合金，其WC晶粒度为200nm。根据测试(烧结态GB3851-783)，合金的机械性能为抗弯强度2500Mpa，硬度HRA93.0。本实施例中的WC-10％(Co-Al)-1％Re超细硬质合金与对照物在高温氧化和耐腐蚀性能方面的对比试验结果见表1和表2。表1高温氧化表面状态 注黄色为二氧化钨，表明表面WC已被氧化；黑色为氧化膜，表明轻微氧化。表2耐腐蚀性能试验 权利要求1.一种超细硬质合金，其特征为该合金由主要成分WC硬质相、Co-Al为粘结金属相和稀土金属元素相三者组成的复合合金；该合金的组成成分及重量含量如下Co-Al粘结金属相 Al13-20％， Co80-87％；复合合金Co-Al 10-15％， Re1-3％，WC 82-89％。2.一种超细硬质合金的制造方法，其特征为首先由高能球磨制得粘结合金Co-Al；根据上述粘结金属成分重量配比配料，在保护介质中进行高能球磨，然后按所规定的硬质合金成分重量配比配料，并进行强化球磨，然后将磨制所得的硬质合金混合料进行真空烧结，烧结温度1360℃，保温时间20分钟。最后制得超细硬质合金。全文摘要本专利技术涉及该合金由主要成分WC硬质相、Co－Al为粘结金属相和稀土金属元素相三者组成的复合合金；该合金的组成成分及重量含量如下Co－Al粘结金属相Al 13－20％，Co 80－87％；复合合金Co－Al 10－15％，Re 1－3％，WC 82－89％。其制造方法为首先由高能球磨制得粘结合金Co－Al；然后按所规定的硬质合金成分重量配比配料，并进行强化球磨，然后将球磨制取的硬质合金混合料进行真空烧结，烧结温度1360℃，保温时间20分钟。最后制得超细硬质合金。文档编号C22C29/08GK1450188SQ0311654公开日2003年10月22日 申请日期2003年4月22日 优先权日2003年4月22日专利技术者王兴庆, 李晓东, 郭海亮, 何宝山 申请人:上海大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超细硬质合金，其特征为：该合金由主要成分ＷＣ硬质相、Ｃｏ－Ａｌ为粘结金属相和稀土金属元素相三者组成的复合合金；该合金的组成成分及重量含量如下：Ｃｏ－Ａｌ粘结金属相：Ａｌ １３－２０％，Ｃｏ ８０－８７％；复合合金：Ｃｏ－Ａｌ １ ０－１５％，Ｒｅ １－３％，ＷＣ ８２－８９％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴庆，李晓东，郭海亮，何宝山，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]