一种硬质合金材料、硬质合金球及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硬质合金材料、硬质合金球及其制备方法，尤其涉及一种用于超声滚压技术的高硬度硬质合金球，属于粉末冶金技术领域。本发明专利技术的一种硬质合金材料，包括以下质量百分比的组分：WC:82％～85％、Co:8％～10％、Ni:3.7％～9.3％、Cr:0.3％～0.5％、V:0.1％～0.3％、Y2O3:0.3％～0.5％。本发明专利技术的硬质合金球硬度更高，耐高温、耐腐蚀性更强，延长了合金球轧辊的使用寿命，促进被加工表面层晶粒纳米化，显著降低了材料的表面粗糙度，改善了被加工材料表面的应力分布，增强了需改性表面的耐磨性和耐腐蚀性，可用于超声表面滚压技术。

A cemented carbide material, cemented carbide ball and its preparation method

The invention relates to a cemented carbide material, a cemented carbide ball and a preparation method thereof, in particular to a high hardness cemented carbide ball used for ultrasonic rolling technology, belonging to the technical field of powder metallurgy. The cemented carbide material of the invention comprises the following components of mass percentage: WC: 82%-85%, Co: 8%-10%, Ni: 3.7%-9.3%, Cr: 0.3%-0.5%, V: 0.1%-0.3%, Y2O3: 0.3%-0.5%. The cemented carbide ball has higher hardness, high temperature resistance and stronger corrosion resistance, prolongs the service life of the alloy ball roller, promotes the nanocrystallization of the grain on the machined surface layer, significantly reduces the surface roughness of the material, improves the stress distribution on the machined surface, enhances the wear resistance and corrosion resistance of the surface to be modified, and can be used in the ultrasonic surface rolling technology.

【技术实现步骤摘要】
一种硬质合金材料、硬质合金球及其制备方法
本专利技术涉及一种硬质合金材料、硬质合金球及其制备方法，尤其涉及一种用于超声滚压技术的高硬度硬质合金球，属于粉末冶金

技术介绍
超声滚压技术为一种新型高效的加工技术，超声滚压技术涉及领域广泛，包括航空航天、动车制造、汽轮机生产等领域。硬质合金球是超声滚压技术的重要零部件，它对超声滚压的加工质量有重要的影响。目前的工业生产中所使用的硬质合金球对加工塑性较好，硬度较低的金属材料可以达到较好的加工效果。但对于高硬度材料的加工，硬质合金球的硬度和力学性能不足，导致它难以达到超声滚压技术应有的加工效果，进而使用范围较小。现有技术中的超声滚压一般是以普通钢球为实心球体，在其表面制备一定厚度的高硬度硬质合金涂层，这种高硬度硬质合金球在超声滚压技术中有广泛的应用前景，但是现有技术中的硬质合金的硬度还不足以满足需求，目前还需一种硬度更高的硬质合金材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硬度高的硬质合金材料。本专利技术还提供一种硬质合金球及其制备方法，该硬质合金球硬度更高，有更好的耐磨性。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种硬质合金材料，包括以下质量百分比的组分：WC:82％～85％、Co:8％～10％、Ni:3.7％～9.3％、Cr:0.3％～0.5％、V:0.1％～0.3％、Y2O3:0.3％～0.5％。优选的，一种硬质合金材料，包括以下质量百分比的组分：WC:83％～85％、Co:8.5％～9.5％、Ni:5％～8％、Cr:0.35％～0.45％、V:0.2％～0.3％、Y2O3:0.4％～0.45％。本专利技术提供的硬质合金材料具有更高的硬度、更好的耐磨性和耐腐蚀性。一种硬质合金球，包括球基体以及附着在球基体表面的硬质合金层，所述硬质合金层由硬质合金材料构成，所述硬质合金材料包括以下质量百分比的组分：WC:82％～85％、Co:8％～10％、Ni:3.7％～9.3％、Cr:0.3％～0.5％、V:0.1％～0.3％、Y2O3:0.3％～0.5％。优选的，一种硬质合金球，包括球基体以及附着在球基体表面的硬质合金层，所述硬质合金层由硬质合金材料构成，所述硬质合金材料包括以下质量百分比的组分：WC:83％～85％、Co:8.5％～9.5％、Ni:5％～8％、Cr:0.35％～0.45％、V:0.2％～0.3％、Y2O3:0.4％～0.45％。本专利技术提供的硬质合金球具有更高的硬度、更好的耐磨性和耐腐蚀性，可以用于提高超声滚压技术的加工质量。上述硬质合金球的制备方法，包括以下步骤：(1)将WC、Co、Ni、Cr、V、Y2O3各组分均匀混合，球磨得粉料；(2)将步骤(1)中的粉料附着在金属球上得到球体；(3)将步骤(2)得到的球体进行真空烧结成型，得到胚料；(4)将步骤(3)得到的胚料进行精磨加工即得。步骤(1)所述的球磨为湿磨，湿磨的介质为无水乙醇。将步骤(1)的粉料进行真空干燥，所述真空干燥的条件为150℃温度下干燥2.5～4h。优选的，所述真空干燥的条件为150℃温度下干燥3～4h。步骤(2)所述的金属球为钢球。步骤(2)中粉料附着在金属球上的厚度为1～2mm。步骤(2)中所述的附着具体操作为：在粉料中加入胶水，制得颗粒大小均匀的粉料，然后将其附着在金属球体上压制即可。步骤(3)真空烧结的条件为1430～1470℃温度下烧结1～2h。优选的，步骤(3)真空烧结的条件为1440～1460℃温度下烧结1.5h。本专利技术的有益效果：通过本专利技术的硬质合金球的制备方法生产的硬质合金球硬度更高、耐高温、耐腐蚀性更强，延长了合金球轧辊的使用寿命，促进了被加工表面层晶粒纳米化，显著降低了材料的表面粗糙度，改善了被加工材料表面的应力分布，增强了需改性表面耐磨、耐腐蚀性，可用于超声表面滚压技术。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本实施例提供一种硬质合金球，包括球基体和附着在球基体上的硬质合金层，所述硬质合金层由硬质合金材料构成，所述硬质合金材料由以下质量百分比的组分组成：WC:82.5％、Co:8.5％、Ni:8.1％、Cr:0.35％、V:0.21％、Y2O3:0.34％，硬质合金球的直径为8mm。实施例2本实施例提供一种实施例1中硬质合金球的制备方法，包括以下步骤:(1)将质量百分比为WC:82.5％、Co:8.5％、Ni:8.1％、Cr:0.35％、V:0.21％、Y2O3:0.34％的各组分均匀混合，以无水乙醇作为湿磨介质，通过滚筒式球磨机球磨得粉料；(2)将步骤(1)中的粉料在150℃温度下真空干燥3.5h，之后在粉料中加入胶水，制得颗粒大小均匀的粉料，然后将粉料附着在普通钢球上并压实，得到球体，其中普通钢球的直径为6mm，粉料在表面涂层厚度为1mm；(3)将球体在1450℃温度下真空烧结1.5h得到胚料；(4)最后对胚料进行精磨加工即得。实施例3本实施例提供一种硬质合金球，包括球基体和附着在球基体上的硬质合金层，所述硬质合金层由硬质合金材料构成，所述硬质合金材料由以下质量百分比的组分组成：WC:84.5％、Co:9％、Ni:5.5％、Cr:0.35％、V:0.25％、Y2O3:0.4％，硬质合金球的直径为8mm。实施例4本实施例提供一种实施例3中硬质合金球的制备方法，包括以下步骤:(1)将质量百分比为WC:84.5％、Co:9％、Ni:5.5％、Cr:0.35％、V:0.25％、Y2O3:0.4％的各组分均匀混合，以无水乙醇作为湿磨介质，通过滚筒式球磨机球磨得粉料；(2)将步骤(1)中的粉料在150℃温度下真空干燥3h，之后在粉料中加入胶水，制得颗粒大小均匀的粉料，然后将粉料附着在普通钢球上并压实，得到球体，其中普通钢球的直径为6mm，粉料在表面涂层厚度为1mm；(3)将球体在1450℃温度下真空烧结1.5h得到胚料；(4)最后对胚料进行精磨加工即得。实施例5本实施例提供一种硬质合金球，包括球基体和附着在球基体上的硬质合金层，所述硬质合金层由硬质合金材料构成，所述硬质合金材料由以下质量百分比的组分组成：WC:85％、Co:8％、Ni:5.7％、Cr:0.5％、V:0.3％、Y2O3:0.5％，硬质合金球的直径为8mm。实施例6本实施例提供一种实施例5中硬质合金球的制备方法，包括以下步骤:(1)将质量百分比为WC:85％、Co:8％、Ni:5.7％、Cr:0.5％、V:0.3％、Y2O3:0.5％的各组分均匀混合，以无水乙醇作为湿磨介质，通过滚筒式球磨机球磨得粉料；(2)将步骤(1)中的粉料在150℃温度下真空干燥3h，之后在粉料中加入胶水，制得颗粒大小均匀的粉料，然后将粉料附着在普通钢球上并压实，得到球体，其中普通钢球的直径为6mm，粉料在表面涂层厚度为1mm；(3)将球体在1465℃温度下真空烧结2h得到胚料；(4)最后对胚料进行精磨加工即得。对比例本对比例的硬质合金球包括以下质量百分比的组分：30％的TiC硬质相和65％的粘结相，所述粘结相包括以下质量百分比的化学物质：10％的Mn、3％的Ni、4％的Mo、1％的C、6％的Cr，余量为铁和不可避免的杂质。本对比例的硬质合金球的制备方法包括以下步骤：(1)将上述30％的TiC硬质相和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬质合金材料，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：WC:82％～85％、Co:8％～10％、Ni:3.7％～9.3％、Cr:0.3％～0.5％、V:0.1％～0.3％、Y2O3:0.3％～0.5％。

【技术特征摘要】
1.一种硬质合金材料，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：WC:82％～85％、Co:8％～10％、Ni:3.7％～9.3％、Cr:0.3％～0.5％、V:0.1％～0.3％、Y2O3:0.3％～0.5％。2.一种硬质合金球，其特征在于：包括球基体以及附着在球基体表面的硬质合金层，所述硬质合金层由硬质合金材料构成，所述硬质合金材料包括以下质量百分比的组分：WC:82％～85％、Co:8％～10％、Ni:3.7％～9.3％、Cr:0.3％～0.5％、V:0.1％～0.3％、Y2O3:0.3％～0.5％。3.如权利要求2所述的硬质合金球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将WC、Co、Ni、Cr、V、Y2O3各组分均匀混合，球磨得粉料；(2)将步骤(1)中的粉料附着在金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹丹青，马宁，王晓强，周凯，关向可，姬智林，孟诗钧，成红旭，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41