一种无钴梯度WC硬质合金高压方块及其制备方法技术

本发明专利技术属于合金材料技术领域，公开了一种无钴梯度WC硬质合金高压方块及其制备方法。按质量百分比将Ni68.9～70.2％、Al10～11％、Fe10.4～10.9％、Cr7.9～8.3％、Zr0.8～1％、B0.2～0.4％经球磨，制得Ni3Al金属间化合物粉末，然后与WC粉末及成型剂石蜡进行湿式球磨，分别得到高Ni3Al含量混合粉末和低Ni3Al含量混合粉末；以高Ni3Al含量混合粉末制备芯部方块，然后在芯部方块外包覆低Ni3Al含量混合粉末，预压成型后真空烧结，得到所述无钴梯度WC硬质合金高压方块。本发明专利技术通过成分及梯度结构的设计，使材料具有外部高硬而芯部高强韧的特点，克服均质材料的缺点。

Cobalt free gradient WC cemented carbide high voltage block and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of alloy materials, and discloses a cobalt free gradient WC cemented carbide high voltage block and a preparation method thereof. The Ni68.9 ~ 70.2%, Al10 ~ 11%, Fe10.4 ~ 10.9%, Cr7.9 ~ 8.3%, Zr0.8 ~ 1%, B0.2 ~ 0.4% were prepared by ball milling, and the Ni3Al intermetallic powder was prepared. Then the wet ball milling was carried out with the WC powder and the molding agent paraffin, and the mixed powder with high Ni3Al content and low Ni3Al content was obtained, respectively. A high Ni3Al content mixed powder is prepared for the core block, and then coated with low Ni3Al content mixed powder in the core block, and vacuum sintering after pre pressing, and the cobalt free gradient WC hard alloy high pressure block is obtained. Through the design of composition and gradient structure, the material has the characteristics of high external hardness and high core strength, and overcomes the defects of homogeneous materials.

【技术实现步骤摘要】
一种无钴梯度WC硬质合金高压方块及其制备方法
本专利技术属于合金材料
，具体涉及一种无钴梯度WC硬质合金高压方块及其制备方法。
技术介绍
硬质合金高压方块是生产超硬材料的超高压合成设备的核心零部件。随着合成超硬材料的种类的不断丰富和尺寸的不断增加，高压方块也从最初的单个3kg增至50kg，并对其耐高温、硬度、强韧性、抗氧化等性能提出了更为苛刻的要求，现用均质YG类材料越来越难以满足应用要求，迫切需要研制综合性能更优异的新型WC材料。国内外现用高压方块均采用钴为粘结相的YG8-YG20均质WC材料。研发新型粘结相以获得更高性能WC材料一直是领域研究热点，且主要集中在以镍、铁等同族元素代替钴。然而，WC-Fe易缺碳，且铁对WC的润湿性较差，以致强韧性均明显偏低；与WC-Fe相比，WC-Ni具有相对较好的强韧性，但仍明显低于YG类合金。更为重要的是，以金属为粘结相，会严重恶化耐高温、抗氧化等性能，以致用作高压方块时寿命较短。中国专利200910039671.8公开了一种WC-增韧增强Ni3Al硬质合金及其制备方法，该方法是利用放电等离子烧结技术制备WC-Ni3Al复合材料，获得的复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无钴梯度WC硬质合金高压方块的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：(1)机械合金化制备Ni3Al粉末：按以下质量百分比的原料粉末配料：Ni 68.90～70.20％、Al 10.00～11.00％、Fe 10.40～10.90％、Cr 7.90～8.30％、Zr 0.80～1.00％、B 0.20～0.40％，其余为不可避免的微量杂质；将上述原料粉末置于球磨机中干式球磨，制得颗粒尺寸≤250μm的Ni3Al金属间化合物粉末；(2)将所得Ni3Al金属间化合物粉末与WC粉末及成型剂石蜡置于溶剂中进行湿式球磨，制得混合浆料，然后将上述混合浆料烘干、碾碎、过筛，得到颗粒尺寸≤250μm的混合粉...

【技术特征摘要】
1.一种无钴梯度WC硬质合金高压方块的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：(1)机械合金化制备Ni3Al粉末：按以下质量百分比的原料粉末配料：Ni68.90～70.20％、Al10.00～11.00％、Fe10.40～10.90％、Cr7.90～8.30％、Zr0.80～1.00％、B0.20～0.40％，其余为不可避免的微量杂质；将上述原料粉末置于球磨机中干式球磨，制得颗粒尺寸≤250μm的Ni3Al金属间化合物粉末；(2)将所得Ni3Al金属间化合物粉末与WC粉末及成型剂石蜡置于溶剂中进行湿式球磨，制得混合浆料，然后将上述混合浆料烘干、碾碎、过筛，得到颗粒尺寸≤250μm的混合粉末；此步骤通过调节Ni3Al金属间化合物粉末的加入量，分别得到Ni3Al质量百分含量为10％～15％的高Ni3Al含量混合粉末和Ni3Al质量百分含量为2％～8％的低Ni3Al含量混合粉末；(3)先对高Ni3Al含量混合粉末进行预压成型，得到芯部方块，再使用冷等静压处理；然后在芯部方块外包覆一层低Ni3Al含量混合粉末，预压成型得到整体方块，再使用冷等静压处理，得到最终预压方块；(4)将所得预压方块进行真空烧结，得到所述无钴梯度WC硬质合金高压方块。2.根据权利要求1所述的一种无钴梯度WC硬质合金高压方块的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述Ni、Al、Cr、Fe、Zr粉末纯度≥99.9％、粒度为1～3μm，B粉末为纯度≥99.0％的无定形高纯硼粉。3.根据权利要求1所述的一种无钴梯度WC硬质合金高压方块的制备方法，其特征在于所述干式球磨的条件为：球磨材质采用WC硬质合金，球料比为10:1，转速266r/min，并采用高纯Ar气作为保护气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小强，张民爱，刘波，邱昊，屈盛官，杨超，梁良，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44