一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金及其制备方法和应用，属于镍基硬质合金技术领域。本发明专利技术中稀土复合铁钼强化镍基硬质合金不含Co元素，按质量份数计，包括以下制备原料：WC粉80～90份，Ni粉6～15份，Fe粉3～10份，Mo粉0.5～5份，稀土复合抑制剂粉末0.5～0.8份；稀土复合抑制剂粉末的制备原料为CeO

A rare earth composite Fe Mo strengthened Ni based cemented carbide and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金及其制备方法和应用
本专利技术涉及镍基硬质合金
，尤其涉及一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金及其制备方法和应用。
技术介绍
硬质合金是以难熔金属碳化物为硬质相，粘结金属作为粘结相，采用粉末冶金法制备而成。它结合了高硬度的难熔金属碳化物和较好塑性的粘结金属的优点，被广泛地应用于精密制造、勘探采掘等领域。一直以来，硬质合金中常见的硬质相主要是WC、TiC等，而金属钴因其对WC良好的润湿性和粘结性，使WC-Co硬质合金具有高的强度、硬度和耐磨性等一系列优异性能，在硬质合金领域有着突出的地位。然而，金属钴不仅在硬质合金领域需求较多，在新能源电池领域也有着很大的用量，使其价格波动大且易受到限制。目前，国内外都在加紧进行新型代钴硬质合金的研发，虽然以Fe、Ni或其它中间化合物代钴作为粘结相降低了成本，但其力学性能与WC-Co硬质合金仍存在一定的差距。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金及其制备方法和应用，本专利技术提供的稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的硬度和抗弯强度高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金，不含Co元素，按质量份数计，包括以下制备原料：WC粉80～90份，Ni粉6～15份，Fe粉3～10份，Mo粉0.5～5份，稀土复合抑制剂粉末0.5～0.8份；所述稀土复合抑制剂粉末的制备原料为CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉，所述CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉的质量比为10～15：5～15：1～10：60～85。优选地，所述CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉的粒度独立地≤2μm。优选地，所述WC粉的纯度≥99.9％，粒度为10～15μm。优选地，所述Ni粉、Fe粉和Mo粉的纯度独立地≥99.5％，粒度独立地为1～3μm。本专利技术提供了上述技术方案所述稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备方法，包括以下步骤：将稀土复合抑制剂粉末的制备原料混合后进行第一球磨，得到稀土复合抑制剂粉末；将稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备原料混合后进行第二球磨，之后依次进行压制成型、低压烧结和时效处理，得到稀土复合铁钼强化镍基硬质合金；所述低压烧结的温度为1300～1450℃，压力为5～8MPa。优选地，所述压制成型为冷等静压成型，压制强度为80～160MPa。优选地，所述低压烧结前还包括：对压制成型得到的成型件进行脱脂处理，所述脱脂处理在氢气保护条件下进行，所述脱脂处理的温度为200～500℃，时间为8～12h。优选地，所述低压烧结的压力由氩气提供，所述低压烧结的时间为30～90min。优选地，所述时效处理在真空条件下进行，所述时效处理的温度为800～1000℃，时间为0.5～1.5h。本专利技术提供了上述技术方案所述稀土复合铁钼强化镍基硬质合金或上述技术方案所述制备方法制备得到的稀土复合铁钼强化镍基硬质合金在地矿工具中的应用。本专利技术提供了一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金，不含Co元素，按质量份数计，包括以下制备原料：WC粉80～90份，Ni粉6～15份，Fe粉3～10份，Mo粉0.5～5份，稀土复合抑制剂粉末0.5～0.8份；所述稀土复合抑制剂粉末的制备原料为CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉，所述CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉的质量比为10～15：5～15：1～10：60～85。本专利技术以WC作为硬质相，以Ni作为粘结相，配合稀土复合抑制剂净化晶界、细化晶粒的特性，同时结合Fe和Mo固溶强化作用，有利于促进元素扩散强化，消除内部微观应力，提高所得稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的硬度和抗弯强度。本专利技术提供了上述技术方案所述稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备方法，包括以下步骤：将稀土复合抑制剂粉末的制备原料混合后进行第一球磨，得到稀土复合抑制剂粉末；将稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备原料混合后进行第二球磨，之后依次进行压制成型、低压烧结和时效处理，得到稀土复合铁钼强化镍基硬质合金；所述低压烧结的温度为1300～1450℃，压力为5～8MPa。本专利技术利用球磨可以将各组分均匀混合，通过压制成型和低压烧结后可形成晶粒尺寸搭配及分布合理的硬质合金组织，有效的避免了“镍池”、“团聚”等问题的出现；对低压烧结后所得材料进行时效处理，可以促进镍粘结相中Fe、Mo、V、Ta、Y、Ce的充分扩散，消除内部微观应力，提高所得稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的强韧性，从而实现适用于地矿领域的低成本中颗粒镍基硬质合金的产业制备。附图说明图1为本专利技术制备稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的流程图；图2为实施例1制备的稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的微观组织扫描电镜图；图3为实施例4制备的稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的微观组织扫描电镜图；图4为实施例1制备的稀土复合铁钼强化镍基硬质合金与对比例1制备的镍基硬质合金的金相组织图。具体实施方式本专利技术提供了一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金，不含Co元素，按质量份数计，包括以下制备原料：WC粉80～90份，Ni粉6～15份，Fe粉3～10份，Mo粉0.5～5份，稀土复合抑制剂粉末0.5～0.8份；所述稀土复合抑制剂粉末的制备原料为CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉，所述CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉的质量比为10～15：5～15：1～10：60～85。按质量份数计，本专利技术中稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备原料包括WC粉80～90份，优选为85～90份。在本专利技术中，所述WC粉的纯度优选≥99.9％、粒度优选为10～15μm。以所述WC粉的质量份数为基准，本专利技术中稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备原料包括Ni粉6～15份，优选为6～10份。在本专利技术中，所述Ni粉的纯度优选≥99.5％，粒度优选为1～3μm。以所述WC粉的质量份数为基准，本专利技术中稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备原料包括Fe粉3～10份，优选为3～6份。在本专利技术中，所述Fe粉的纯度优选≥99.5％，粒度优选为1～3μm。以所述WC粉的质量份数为基准，本专利技术中稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备原料包括Mo粉0.5～5份，优选为0.5～2份。在本专利技术中，所述Mo粉的纯度优选≥99.5％，粒度优选为1～3μm。以所述WC粉的质量份数为基准，本专利技术中稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备原料包括稀土复合抑制剂粉末0.5～0.8份，优选为0.6～0.8份。在本专利技术中，所述稀土复合抑制剂粉末的制备原料为CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉，所述CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉的质量比为10～15：5～15：1～10：60～85，优选为10～12：5～8：1～3：80～85。在本专利技术中，所述CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉的粒度优选独立地≤2μm。本专利技术提供的稀土复合铁钼强化镍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金，其特征在于，不含Co元素，按质量份数计，包括以下制备原料：/nWC粉80～90份，Ni粉6～15份，Fe粉3～10份，Mo粉0.5～5份，稀土复合抑制剂粉末0.5～0.8份；/n所述稀土复合抑制剂粉末的制备原料为CeO

【技术特征摘要】
1.一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金，其特征在于，不含Co元素，按质量份数计，包括以下制备原料：
WC粉80～90份，Ni粉6～15份，Fe粉3～10份，Mo粉0.5～5份，稀土复合抑制剂粉末0.5～0.8份；
所述稀土复合抑制剂粉末的制备原料为CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉，所述CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉的质量比为10～15：5～15：1～10：60～85。


2.根据权利要求1所述的稀土复合铁钼强化镍基硬质合金，其特征在于，所述CeO2粉、Y2O3粉、TaC粉和VC粉的粒度独立地≤2μm。


3.根据权利要求1所述的稀土复合铁钼强化镍基硬质合金，其特征在于，所述WC粉的纯度≥99.9％，粒度为10～15μm。


4.根据权利要求1所述的稀土复合铁钼强化镍基硬质合金，其特征在于，所述Ni粉、Fe粉和Mo粉的纯度独立地≥99.5％，粒度独立地为1～3μm。


5.权利要求1～4任一项所述稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将稀土复合抑制剂粉末的制备原料混合后进行第一球磨，得到稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈颢，张帆，郭圣达，陈丽勇，叶育伟，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36