一种WC-Ni复合粉、WC-Ni硬质合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种WC‑Ni复合粉、WC‑Ni硬质合金及其制备方法，属于合金材料技术领域。在本发明专利技术中，采用氨水将可溶性镍盐、水合肼、硫酸铵、柠檬酸、乙二胺与水的混合料液的pH值调节为8～11，体系中镍离子和NH

A WC Ni composite powder, WC Ni cemented carbide and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种WC-Ni复合粉、WC-Ni硬质合金及其制备方法
本专利技术涉及合金材料
，具体涉及一种WC-Ni复合粉、WC-Ni硬质合金及其制备方法。
技术介绍
硬质合金是由硬质的碳化物和软质的粘结金属组成，碳化物为硬质合金提供承受负荷的能力和耐磨性，粘结金属则通过它在室温下塑性形变的能力赋予硬质合金耐冲击的韧性。硬质合金结合了高硬度的难熔金属碳化物和延展性较好的粘结金属的优点，具有强度和硬度高、耐磨性好、红硬性好、热膨胀系数小、弹性模量高以及化学稳定性好等一系列优良性能，被广泛地应用于切削刀具、矿山工具、耐磨零件等领域。由于金属Co对WC等硬质相具有良好的润湿性和粘结性，且WC在Co中的溶解度低，因而WC-Co硬质合金具有强度和硬度高、耐磨性好等一系列优异性能，是目前产量最大、用途最为广泛的一类硬质合金。但是由于Co价格较高，且难以适应酸性条件，耐蚀性有待提高。采用Ni替代Co制备硬质合金能够有效降低成本，并能够改善硬质合金的抗腐蚀性能。目前常规方法是将WC粉与Ni粉球磨混料，得到WC-Ni复合粉；但是利用该方法获得的WC-Ni复合粉制备成WC-Ni硬质合金后，其力学性能较WC-Co硬质合金而言仍有一定差距，限制了其应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种WC-Ni复合粉、WC-Ni硬质合金及其制备方法，采用本专利技术方法制备的WC-Ni复合粉中Ni与WC粉分布合理，其中Ni均匀的包覆在WC粉表面；利用本专利技术提供的WC-Ni复合粉制备WC-Ni硬质合金，Ni元素分布更加均匀，使WC-Ni硬质合金的力学性能得到提升。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WC-Ni复合粉的制备方法，包括以下步骤：将可溶性镍盐、水合肼、硫酸铵、柠檬酸、乙二胺与水混合，得到混合料液；所述混合料液中镍离子的浓度为0.25～0.8mol/L，水合肼的浓度为5～30g/L，硫酸铵的浓度为2～15g/L，柠檬酸的浓度为8～20g/L，乙二胺的浓度为15～50mL/L；采用氨水将所述混合料液的pH值调节为8～11后与WC粉混合，进行还原反应，得到还原反应产物体系，所述还原反应的温度不高于95℃；将所述还原反应产物体系进行固液分离，将所得固体物料进行干燥，得到WC-Ni复合粉。优选地，所述可溶性镍盐包括乙酸镍和/或硫酸镍。优选地，所述氨水的浓度为7.5～15mol/L。优选地，所述WC粉的平均粒度为0.4～3μm。优选地，所述还原反应的温度为70～95℃，时间为5～20min。优选地，所述还原反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率为50～150r/min。优选地，所述WC-Ni复合粉中镍的含量为8～16wt％。本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的WC-Ni复合粉，所述WC-Ni复合粉包括WC粉和包覆在所述WC粉表面的镍。本专利技术提供了一种WC-Ni硬质合金，以上述技术方案所述WC-Ni复合粉为原料制备得到。本专利技术提供了上述技术方案所述WC-Ni硬质合金的制备方法，包括以下步骤：将WC-Ni复合粉依次进行压制成型和烧结，得到WC-Ni硬质合金。本专利技术提供了一种WC-Ni复合粉的制备方法，包括以下步骤：将可溶性镍盐、水合肼、硫酸铵、柠檬酸、乙二胺与水混合，得到混合料液；所述混合料液中镍离子的浓度为0.25～0.8mol/L，水合肼的浓度为5～30g/L，硫酸铵的浓度为2～15g/L，柠檬酸的浓度为8～20g/L，乙二胺的浓度为15～50mL/L；采用氨水将所述混合料液的pH值调节为8～11后与WC粉混合，进行还原反应，得到还原反应产物体系，所述还原反应的温度不高于95℃；将所述还原反应产物体系进行固液分离，将所得固体物料进行干燥，得到WC-Ni复合粉。在本专利技术中，采用氨水将所述混合料液的pH值调节为8～11，体系中镍离子和NH3形成镍氨络合离子，同时创造碱性的溶液环境，之后在所述还原反应过程中，水合肼作为还原剂将镍氨络合离子的镍离子在WC原位还原为Ni；其中，所述硫酸铵和乙二胺起到络合剂的作用，柠檬酸起到稳定剂的作用，硫酸铵、乙二胺和柠檬酸有利于促进镍离子在WC原位还原为Ni，使最终所得WC-Ni复合粉中Ni与WC粉分布合理，其中Ni均匀的包覆在WC粉表面。利用本专利技术提供的WC-Ni复合粉制备WC-Ni硬质合金，Ni元素分布更加均匀，使WC-Ni硬质合金的力学性能得到提升。实施例的结果显示，本专利技术提供的WC-Ni硬质合金的力学性能高于普通WC-Ni硬质合金(即利用常规球磨混料法得到的WC-Ni复合粉制备的WC-Ni硬质合金)，接近普通WC-Co硬质合金，在一定程度上能够替代普通WC-Co硬质合金。附图说明图1为实施例1所得复合粉制备的WC-Ni硬质合金扫描电镜图；图2为对照例1所得复合粉制备的WC-Ni硬质合金扫描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种WC-Ni复合粉的制备方法，包括以下步骤：将可溶性镍盐、水合肼、硫酸铵、柠檬酸、乙二胺与水混合，得到混合料液；所述混合料液中镍离子的浓度为0.25～0.8mol/L，水合肼的浓度为5～30g/L，硫酸铵的浓度为2～15g/L，柠檬酸的浓度为8～20g/L，乙二胺的浓度为15～50mL/L；采用氨水将所述混合料液的pH值调节为8～11后与WC粉混合，进行还原反应，得到还原反应产物体系，所述还原反应的温度不高于95℃；将所述还原反应产物体系进行固液分离，将所得固体物料进行干燥，得到WC-Ni复合粉。本专利技术将可溶性镍盐、水合肼、硫酸铵、柠檬酸、乙二胺与水混合，得到混合料液。在本专利技术中，所述混合料液中镍离子的浓度为0.25～0.8mol/L，优选为0.25～0.5mol/L；水合肼的浓度为5～30g/L，优选为10～20g/L；硫酸铵的浓度为2～15g/L，优选为8～12g/L；柠檬酸的浓度为8～20g/L，优选为12～16g/L；乙二胺的浓度为15～50mL/L(即每升混合料液中含有15～50mL乙二胺)，优选为20～30mL/L。在本专利技术中，所述可溶性镍盐优选包括乙酸镍和/或硫酸镍，具体的，可以为乙酸镍或硫酸镍，也可以为二者的混合物；当所述可溶性镍盐为二者的混合物时，本专利技术对二者的配比不作特殊限定。在本专利技术中，所述水合肼作为还原剂用于将镍离子还原为镍；所述硫酸铵和乙二胺起到络合剂的作用，柠檬酸起到稳定剂的作用，硫酸铵、乙二胺和柠檬酸有利于促进镍离子在WC原位还原为Ni，若不添加硫酸铵、乙二胺和柠檬酸，Ni生成太慢(甚至难以生成)，且在WC粉表面包覆不均匀；本专利技术中各组分在上述浓度条件下配合作用，有利于使最终所得WC-Ni复合粉中Ni均匀的包覆在WC粉表面，保证以WC-Ni复合粉为原料制备得到的WC-Ni硬质合金具有较好的力学性能。得到混合料液后，本专利技术采用氨水将所述混合料液的pH值调节为8～11后与WC粉混合，进行还原反应，得到还原反应产物体系。在本专利技术中，所述氨水的浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种WC-Ni复合粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将可溶性镍盐、水合肼、硫酸铵、柠檬酸、乙二胺与水混合，得到混合料液；所述混合料液中镍离子的浓度为0.25～0.8mol/L，水合肼的浓度为5～30g/L，硫酸铵的浓度为2～15g/L，柠檬酸的浓度为8～20g/L，乙二胺的浓度为15～50mL/L；/n采用氨水将所述混合料液的pH值调节为8～11后与WC粉混合，进行还原反应，得到还原反应产物体系，所述还原反应的温度不高于95℃；/n将所述还原反应产物体系进行固液分离，将所得固体物料进行干燥，得到WC-Ni复合粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种WC-Ni复合粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将可溶性镍盐、水合肼、硫酸铵、柠檬酸、乙二胺与水混合，得到混合料液；所述混合料液中镍离子的浓度为0.25～0.8mol/L，水合肼的浓度为5～30g/L，硫酸铵的浓度为2～15g/L，柠檬酸的浓度为8～20g/L，乙二胺的浓度为15～50mL/L；
采用氨水将所述混合料液的pH值调节为8～11后与WC粉混合，进行还原反应，得到还原反应产物体系，所述还原反应的温度不高于95℃；
将所述还原反应产物体系进行固液分离，将所得固体物料进行干燥，得到WC-Ni复合粉。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐包括乙酸镍和/或硫酸镍。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氨水的浓度为7.5～15mol/L。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述WC粉的平均粒度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁德林，张金祥，张帆，文小强，肖颖奕，普建，周新华，王玉香，
申请(专利权)人：赣州有色冶金研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36