本发明专利技术涉及一种ＷＣ－Ｃｏ硬质合金。通过加入极少量的Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔａ或Ｎｂ，或者它们的组合，得到一种含有较少异常ＷＣ晶粒的晶粒细化硬质合金结构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有细化结构的硬质合金本专利技术涉及一种硬质合金。通过加入极少量的Ti、 V、 Zr、 Ta或 Nb，或上述这些的组合，已经得到了一种具有较少异常WC晶粒的晶 粒细化的硬质合金。硬质合金切削工具被用于对韧度和耐磨性均有较高要求的对钢、 淬火钢、不锈钢、铸铁和耐热合金的加工中。为了达到所期望的性质， 除WC和Co之外，通常需要加入像TiC、 NbC、 TaC、 ZrC和HfC的 立方碳化物。这些立方碳化物将在微观结构中形成第三相，立方面心 碳化物(Bl)，通常被称作y相。无论是细小晶粒还是正常晶粒的硬 质合金，在烧结期间都必须控制晶粒生长。众所周知，当在没有抑制 剂的情况下烧结WC-Co等级时，WC晶粒的生长非常快，并会发生异 常晶粒生长，以至在结构中出现非常大的WC晶粒。因为这些异常晶 粒作为严重缺陷并会导致破坏，所以可能对于切削操作是有害的。一 种公知控制晶粒生长的方法是添加前述立方碳化物，通常碳化物为 TiC、 NbC、 TaC、 ZrC、 HfC。然而，这些添加物通常为这样的量，艮卩 使得立方碳化物相存在于微观结构中。但是，缺点是与标准的WC-Co 等级相比，韧性降低。另一种控制晶粒生长的方法是EP-A-1500713中描述的在氮气中 烧结，该文献公开了一种细小晶粒的碳化钨-钴硬质合金的制造方法， 该方法包括以下步骤混合，根据标准操作研磨，随后烧结。在脱腊 之后，但在孔关闭之前，通过将大于0.5个大气压的氮气引入烧结气氛 中，能够得到包括降低的晶粒尺寸和较少量的异常晶粒的晶粒细化结 构。WO 2006/043421公开了一种硬质合金，其包括平均粒径〈0.3pm4的WC，作为硬质相，以及5.5 15wtQ/。的至少一种铁族金属元素，作为 粘结相，除了上述硬质相和粘结相之外，还包含0.005 0.06wt。/。的Ti， Cr，相对于粘结相重量比率为0.04-0.2。特别地，上述硬质合金不含 Ta。上述硬质合金由WC组成，所述WC在合金中形成均匀细小的颗 粒，并有效地抑制了粗大WC的生长，这使得提供给硬质合金优良的 强度和韧度。本专利技术的目的是避免和减少现有技术的问题。本专利技术的再一个目的是提供一种硬质合金切削工具，其具有改善 的粘结相分布和减少的异常WC晶粒数量，给出的硬质合金工具具有 改善的机械和切削性能。现在令人惊奇地发现，通过将ppm水平的Ti、 V、 Nb、 Zr或Ta， 或它们的组合引入硬质合金中，能够得到明显的晶粒细化效果以及改 善的粘结相分布。附图说明图1是根据现有技术硬质合金微观结构的光学显微照片。图2是根据本专利技术硬质合金微观结构的光学显微照片。该硬质合金体包含晶粒尺寸为1.0~2.5nm的碳化钨，3 15wt。/。的 钴，以及另外还有ppm水平的下述另外的元素Ti、 V、 Nb、 Zr、 Ta 或它们的混合物，使得比例Me/Co=(at%Ti+ at%V+ at%Nb+ at%Zr+ at%Ta)/ at%Co (at%= 原子％)低于或等于0.014-(CW)*0.008并高于0.0005，优选高于0.0007， CW为0.80~0.95，优选为0.83~0.92，其中 CW=磁性。/。Co/wt。/。Co其中磁性％0)是硬质合金中磁性钴的重量百分比，wt%Co是硬质合金中钴的重量百分比。CW是Co粘结相中钨的含量的函数。CW为 约1表示在粘结相中的钨含量非常低，CW为0.75~0.8表示在粘结相中 的钨含量较高。烧结体中还可以包含少量<0.5%的另外的相(如eta相)的析出， 或立方MX碳化物或碳氮化物，其中M=(V+Zr+Ti+Ta+Nb+W)， X=C 或N。第一优选实施方式中，另外的元素是Ti。第二优选实施方式中，另外的元素是Ti和Ta的混合物。第三优选实施方式中，另外的元素是Ti、 Ta和Nb的混合物。第四优选实施方式中，另外的元素是Ti和Zr的混合物。第五优选实施方式中，硬质合金包含0.01 0.10wt。/。的N。第六优选实施方式中，另外的元素是Ti或者Ti和Ta的混合物， 这两种情况中，N都大于0.02wt%，优选大于0.03wt。/。而小于0.10wt% 的N。根据本专利技术的制造硬质合金的方法包括以下步骤根据标准操作 对WC-Co体进行混合、研磨、压制和烧结。加入卯m水平的Ti、 V、 Nb、 Zr或Ta或它们的混合物，加入的量使得在烧结的硬质合金中满 足根据上述的Me/Co值和CW值。Ti、 V、 Nb、 Zr或Ta可以以纯金属 的形式添加，或以碳化物、氮化物和/或碳氮化物或它们的混合物的形 式添加。实施例16制备除了 WC和9.25wt^o的Co外具有下列组分(wt%)的硬质合 金体1A 1F。表la (元素wt%，以碳化物加入)变体TiVZrTaNb1A—————参照IB0.025————本专利技术1C—0.027———本专利技术ID0.02—0.025——本专利技术IE———0,095—本专利技术IF————0.049本专利技术将所述混合物分别湿磨、烘干、压实，并在40毫巴压力下，氩保 护气氛中于141(TC下烧结1小时。烧结之后，确定CW、 Me/Co、 0.014-(CW"0.008值以及烧结后的晶粒尺寸，结果显示在表lb中。表lb变体CWMe/Co0.014-(CW)*0.008烧结后dwc (|nm)1A0.91NANA1.71BO.卯0.003310.006801.41C0.890.003310馬881.31D0.910.004410.006721.41E0.910.003310.006721,31FO.卯0.003310.006801.4NA二不适用表中清楚的表明添加少量立方碳化物样品对烧结的WC晶粒尺寸 具有令人惊讶的效果。实施例27按照与实施例l相同的方法制备具有表2a中给出组分的硬质合金 变体2A 2E。采用得自H.C.Starck公司的WC粉末和含有0.08wt。/。的 氮的碳化钨粉末，它们均具有粒度为1.3pm的FSSS晶粒尺寸，将上述 粉末连同得自OMG公司的细晶粒钴粉末和得自H.C.Starck公司的细晶 粒TiC、 TaC以及NbC —起使用。表2a元素wt%<table>table see original document page 8</column></row><table>所述混合物分别经由湿磨、烘干、压紧，并在40毫巴压力下，氩 保护气氛中于145(TC下烧结1小时。烧结完成后，确定CW、 Me/Co、 0.014-(CW)*0.008以及烧结后的晶粒尺寸，结果显示在表2b中。另外，所述烧结体还要经过切削、磨削、抛光和蚀刻。通过光学 显微镜观察研究其横截面并计算出在任一方向上的大于l(Him的碳化 钨晶粒的数量。结果显示在表2b中。表2b<table>table see original document page 9</column></row><table>通过实施例l和2可以明显得出，由于少量Ti、 Ta、 Zr、 Nb或V 添加物的强的晶粒细化效果，根据本专利技术的变体具有的微观结构有少 得多的大晶粒和普遍更细化的晶粒尺寸。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＷＣ－Ｃｏ硬质合金，其特征在于ＷＣ晶粒尺寸为１．０～２．５μｍ，Ｃｏ含量为３～１５ｗｔ％，以及另外还有ｐｐｍ水平的下列元素：Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｒ或Ｔａ，或它们的混合物，使得比例 Ｍｅ／Ｃｏ＝（ａｔ％Ｔｉ＋ａｔ％Ｖ＋ａｔ％Ｎｂ＋ａｔ ％Ｚｒ＋ａｔ％Ｔａ）／ａｔ％Ｃｏ， 其低于或等于０．０１４－（ＣＷ）＊０．００８并高于０．０００５，ＣＷ为０．８０～０．９５， 其中 ＣＷ＝磁性％Ｃｏ／ｗｔ％Ｃｏ 其中磁性％Ｃｏ为磁性钴的重量百分比，并且ｗｔ％Ｃｏ为 硬质合金中钴的重量百分比。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：莱夫阿克松，苏珊诺格伦，亚历山大库索夫斯基，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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