一种钴镍铁基硬质合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钴镍铁基硬质合金及其制备方法，属于粉末冶金领域。本发明专利技术采用FeCoNi为粘结相，Cr、W、V、Nb等为少量合金元素，经过将Fe、Co、Ni元素粉末和合金元素及碳化物粉末混合、球磨、干燥制粒、压制成型、脱蜡、烧结制备得出系列成本低、性能高的新型粘结剂硬质合金；采用平均粒径为0.4～16μm、且粒度分布为0.2～18μm、含量为65～95％(重量比)的碳化钨粉末，低压烧结温度为1350～1480℃，压力为5～10MPa，时间为0.5～2h，得到了从细晶到超粗晶的优质钴镍铁基硬质合金；由该方法制备得到的钴镍铁基硬质合金材料硬度达到纯钴硬质合金水平，抗弯强度和断裂韧性均比纯钴硬质合金提高5～20％，满足工业需求。本发明专利技术的生产成本远远低于现有产品，为工业化推广应用提供了重要条件；同时，本发明专利技术涵盖的WC粒度范围宽泛，产品的应用范围可覆盖硬质合金刀具、矿用工具、盾构产品，以及PCB微钻。

【技术实现步骤摘要】
一种钴镍铁基硬质合金材料及其制备方法
本专利技术属于粉末冶金
，更具体地，涉及一种钴镍铁基硬质合金材料及其制备方法。
技术介绍
硬质合金由难熔金属硬质化合物和粘结金属组成。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。硬质合金中常见的硬质相主要是WC、TiC、TaC、NbC、VC等，并以WC为主，由于金属Co对WC等硬质相具有良好的润湿性和粘结性，因此通常硬质合金选用Co作为粘结相。然而，Co资源昂贵，资源匮乏，其毒性和污染问题不容忽视。因此，性能优良、成本低廉的环保硬质合金成为一个重要的研究领域。近年来，采用镍铁元素或者钴镍铁合金取代钴作为粘结相的新型硬质合金引起了国内外研究者的广泛关注【1-4】。但是，现有技术中钴镍铁基硬质合金存在力学性能较差，碳化钨晶粒尺寸范围窄的问题。因此，设计开发一种宽范围晶粒尺寸、硬度和抗弯强度高的钴镍铁基硬质合金材料具有十分重要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钴镍铁基硬质合金材料，其特征在于，由以下重量百分比的合金成分组成：/nCo粉：2.5～12％、优选为3.5～8.5％；/nNi粉：2.5～12％、优选为3.5～8.5％；/nFe粉：0.5～10％、优选为0.5～5.5％；/nWC粉：65～95％、优选为89.5～93.9％；/nW粉：0.2～2.0％、优选为0.3～1.5％；/nCr

【技术特征摘要】
1.一种钴镍铁基硬质合金材料，其特征在于，由以下重量百分比的合金成分组成：
Co粉：2.5～12％、优选为3.5～8.5％；
Ni粉：2.5～12％、优选为3.5～8.5％；
Fe粉：0.5～10％、优选为0.5～5.5％；
WC粉：65～95％、优选为89.5～93.9％；
W粉：0.2～2.0％、优选为0.3～1.5％；
Cr2C3：0.1～8.0％、优选为0.5～5.5％；
VC：0.1～5.0％、优选为0.1～3.5％；
NbC：0.1～6.0％、优选为0.3～5.5％；
上述所有合金成分之和为100％。


2.根据权利要求1所述钴镍铁基硬质合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.配料：将碳化钨粉、钴粉、镍粉、铁粉、钨粉和Cr、V、Nb的碳化物粉末按上述重量百分比进行配料，添加成型剂，进行湿磨处理混合均匀，得到湿磨料浆；所述湿磨料浆中碳化钨粉的粒径为0.2～18μm；
S2.将S1的湿磨料浆进行过滤、筛分，并干燥制粒；
S3.压制成型：将经过筛网擦筛的料粒进行压制成型，得到半成品；
S4.脱蜡、烧结成型：将压制后的半成品在气氛中脱蜡、在烧结炉中烧结后，即得成品。


3.根据权利要求2所述钴镍铁基硬质合金材料的制备方法，其特征在于：所述WC平均粒径为0.4～16μm；钴粉的平均粒径为1.0～1.5μm；所述镍粉的平均粒径为1.5～2.5μm；所述铁粉的平均粒径为2.5～3.5μm；所述钨粉的平均粒径为0.5～1.5μm；所述Cr2C3、VC、NbC粉末的平均粒径为0.1～1.0μm。


4.根据权利要求2所述钴镍铁基硬质合金材料的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘咏，李昆，张伟，钱铖，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43