一种钢结硬质合金及其制备方法技术

本发明专利技术还公开了一种钢结硬质合金，按照质量百分比包括以下组分63.9‑82.1％钨粉、2‑5％钢粉、7‑12.6％石墨粉、4.8‑26.9％铌粉或钽粉，以上各组分质量百分比之和为100％；还包括铌纤维或钽纤维，合金中铌纤维或钽纤维多层定向排列，相邻铌纤维层或钽纤维层中的纤维排布方向不同，钢粉为碳钢粉、高锰钢粉或合金钢粉。本发明专利技术还公开了该钢结硬质合金的制备方法，采用本发明专利技术方法制备的钢结硬质合金含有原位形成的WC团粒、NbC(TaC)团粒、粘结相和金属纤维，使得硬质合金拥有较高的强度和良好的韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种钢结硬质合金及其制备方法
本专利技术属于硬质合金
，涉及一种钢结硬质合金及其制备方法。
技术介绍
传统WC-Co系硬质合金由于具有高硬度高耐磨性的优点，被用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域，但其粘结相Co属于稀有战略资源，制备成本相对较高，而且Co粉在配制过程中具有较强的工业毒性，尤其是WC-Co复合粉会对人体肺部造成永久伤害，因此寻找Co的替代材料已经成为传统硬质合金的重要发展方向之一。钢结硬质合金由于其优异的耐磨性能、高的强度、低的成本以及良好的可加工性和热处理特性，成为了一种潜在的可替代WC-Co系硬质合金的新型硬质合金。近年来，钢结硬质合金已经被广泛应用于模具、耐磨零件以及地矿行业，其与传统WC-Co系硬质合金及钢材的界限正在逐步消失，市场份额越来越大。然而，不论是传统的WC-Co系硬质合金还是新型的钢结硬质合金目前都依然存在一个亟待解决的问题：当硬质相体积分数较高时，硬质合金可以满足实际工况的强度要求，但不能满足韧性要求；这导致硬质合金在服役过程中很容易发生失效，降低服役寿命本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢结硬质合金，其特征在于，按照质量百分比包括以下组分63.9-82.1％钨粉、2-5％钢粉、7-12.6％石墨粉、4.8-26.9％铌粉或钽粉，以上各组分质量百分比之和为100％；还包括铌纤维或钽纤维，所述合金中铌纤维或钽纤维多层定向排列，相邻铌纤维层或钽纤维层中的纤维排布方向不同。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢结硬质合金，其特征在于，按照质量百分比包括以下组分63.9-82.1％钨粉、2-5％钢粉、7-12.6％石墨粉、4.8-26.9％铌粉或钽粉，以上各组分质量百分比之和为100％；还包括铌纤维或钽纤维，所述合金中铌纤维或钽纤维多层定向排列，相邻铌纤维层或钽纤维层中的纤维排布方向不同。


2.根据权利要求1所述的一种钢结硬质合金，其特征在于，所述钢粉为碳钢粉、高锰钢粉或合金钢粉。


3.一种钢结硬质合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分:63.9-82.1％钨粉、2-5％钢粉、7-12.6％石墨粉、4.8-26.9％铌粉或钽粉，以上各组分质量百分比之和为100％；
步骤2，将步骤1称取的粉末混合均匀，制成混合粉末；
步骤3，取混合粉末在模具底部平铺一层混合粉末层，在混合粉末层上排布多个金属纤维，金属纤维为铌纤维或钽纤维，用混合粉末填充金属纤维间隙，并覆盖金属纤维，金属纤维与混合粉末形成混合层，在混合层上重新制备混合层，多层混合层相互叠加，直到达到目标厚度，即形成复合预制体；
步骤4，采用冷等静压机将复合预制体预压成型，制成压坯；
步骤5，将压坯放置于压力烧结炉中进行烧结成型，形成烧结体，再对烧结体依次进行淬火和回火处理，即得钢结硬质合金。


4.根据权利要求3所述的一种钢结硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，钨粉的粒度为20μm-120μm，钢粉的粒度为5μm-20μm，铌粉和钽粉的粒度均为10μm-100μm。


5.根据权利要求3所述的一种钢结硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，采用V型混料机将步骤1称取的钨粉、钢粉和石墨粉混合均匀，混料过程中，V型混料机的转速为100-...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟黎声，白海强，吕振林，卢正欣，许云华，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61