一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法技术

一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法，基于WC‑Co硬质合金，所述方法包括以下步骤：按照重量百分比将W粉60～85份、Co粉5～25份和C粉8～12份放入球磨机中球磨均匀得到混合料，然后在真空环境下干燥处理；再进行三段式不同温度范围的加热，然后冷却到室温；往混合料中加入成型剂石蜡，压制成型，得到粉末坯料；将粉末坯料与强吸波辅助加热材料放置在透波的保温装置中，然后一起放入微波炉腔内，微波炉腔内保持真空环境，通入惰性气体，使粉末坯料以50～90℃/min的升温速率加热至1100～1400℃后保温30～60min，在保温阶段，进行加压、保压、卸压操作3‑5次，最后降温卸压至常温常压，即获得WC‑Co硬质合金。本发明专利技术操作过程简单、制备周期缩短、能源消耗降低，提升生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法
本专利技术涉及一种硬质合金，具体地说是一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法。
技术介绍
硬质合金是一种综合性能优异的金属复合材料，广泛应用于国民经济的各个领域，是现代工业不可或缺的工模具和零部件材料。目前，硬质合金的工业化生产一般采用粉末冶金工艺，烧结是决定合金性能和品质的关键工序之一。真空烧结(Vacuumsinter)和低压热等静压烧结(Sinter-HIP)是目前工业化生产硬质合金的主流烧结技术。真空烧结是粉末压坯在负压下(＜1000Pa)按照一定的升温程序，经过低温(＜600℃)脱除成型剂、固相烧结(＜1320℃)、液相烧结(1340℃～1500℃)等阶段逐步收缩致密化的过程。低压热等静压烧结，也叫过压烧结(OverpressureSintering)，是一种在真空烧结方法的液相烧结阶段引入一定压强的(一般为1MPa～10MPa)惰性气体(Ar气等)对烧结坯进行热等静压处理的烧结方法。低压热等静压烧结工艺与真空烧结工艺相比，可以显著消除显微孔隙，极大地提高硬质合金的力学性能；与热压(HP)或热等静压(HIP)工艺相比，可避免晶粒粗化，Co池等缺陷的形成，且设备使用成本和维护成本更低，安全性更高。目前以上各种烧结制备，整个制备过程需要几十个小时的时间。对于硬质合金的制备来说，每一个工艺中出现的问题都会直接影响产品的质量，因此制备流程越长需要克服的问题就越多。尤其是在制备超细硬质合金时，由于超细粉末极易氧化，因此对制备的条件和环境要求很高，合金的制造成本也居高不下。<br>
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法，基于WC-Co硬质合金，所述方法包括以下步骤：按照重量百分比将W粉60～85份、Co粉5～25份和C粉8～12份放入球磨机中球磨均匀得到混合料，然后在真空环境下干燥处理；再进行加热，进行分段式加热，先进行第一段加热，加热到250～300℃并保温20～30分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；接着进行第二段加热，加热到300～400℃，并保温15-25分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；然后进行第三段加热，加热到400～500℃，并保温30～40分钟，然后冷却到室温；往混合料中加入成型剂石蜡，压制成型，得到粉末坯料；将粉末坯料与强吸波辅助加热材料放置在透波的保温装置中，然后一起放入微波炉腔内，微波炉腔内保持真空环境，通入惰性气体，使粉末坯料以50～90℃/min的升温速率加热至1100～1400℃后保温30～60min，在保温阶段，进行加压、保压、卸压操作3-5次，微波炉腔内的压强加至（1.2～1.8）×105Pa，最后降温卸压至常温常压，即获得WC-Co硬质合金。所述微波炉腔内加压到设定压强后，保压时间为5～10分钟。所述将混合料压制成型时，添加重量百分比为1～2份的石蜡，在100～400MPa压力下压制成形，得到粉末压坯。所述惰性气体是纯度为99.9%的氩气。所述球磨时采用的介质是无水乙醇，转速为80～100rpm，球磨时间2～10h。所述强吸波辅助加热材料为石墨板。所述对混合料进行三段式加热时，在真空腔内加热。所述微波内加热完成后，关闭微波电源，并使粉末坯料以60-90℃/min的降温速率冷却降温。本专利技术通过微波进行加热升温，微波能够与粉末压坯中的耦合单元直接作用产生热量，而且伴随着W粉和C粉之间化学反应潜热的释放，因此整个压坯升温速率快，加热均匀。而且，在放入微波炉腔前，通过三段式加热，可以对粉料起到提升性能的作用，加热、冷却的反复进行，再配合多次的加压、保压、卸压操作，提升硬质合金的致密度，进而得到硬度、断裂韧性、抗弯强度等性能优良且品质稳定的优质硬质合金。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例一一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法，基于WC-Co硬质合金，所述方法包括以下步骤：按照重量百分比将W粉60份、Co粉5份和C粉8份放入球磨机中球磨均匀得到混合料，然后在真空环境下干燥处理。再进行加热，进行分段式加热，先进行第一段加热，加热到250℃并保温30分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；接着进行第二段加热，加热到300℃，并保温25分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；然后进行第三段加热，加热到400℃，并保温40分钟，然后冷却到室温。通过多段式加热、冷却，能够提升粉料的性能，使其内部的致密度得到提升。往混合料中加入1份的成型剂石蜡，在100MPa压力下压制成形，得到粉末压坯将粉末坯料与强吸波辅助加热材料放置在透波的保温装置中，然后一起放入微波炉腔内，微波炉腔内保持真空环境，通入纯度为99.9%的氩气，使粉末坯料以50℃/min的升温速率加热至1100℃后保温60min，在保温阶段，进行加压、保压、卸压操作3次，微波炉腔内的压强加至1.2×105Pa，再保压10分钟，关闭微波电源，以60℃/min的降温速率冷却降温，最后降温卸压至常温常压，即获得WC-Co硬质合金。通过3次的加压、保压、卸压操作，能够提升硬质合金的致密度，进而得到硬度、断裂韧性、抗弯强度等性能。实施例二一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法，基于WC-Co硬质合金，所述方法包括以下步骤：按照重量百分比将W粉70份、Co粉15份和C粉10份放入球磨机中球磨均匀得到混合料，然后在真空环境下干燥处理。再进行加热，进行分段式加热，先进行第一段加热，加热到280℃并保温25分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；接着进行第二段加热，加热到350℃，并保温20分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；然后进行第三段加热，加热到450℃，并保温35分钟，然后冷却到室温。通过多段式加热、冷却，能够提升粉料的性能，使其内部的致密度得到提升。往混合料中加入2份的成型剂石蜡，在200MPa压力下压制成形，得到粉末压坯将粉末坯料与强吸波辅助加热材料放置在透波的保温装置中，然后一起放入微波炉腔内，微波炉腔内保持真空环境，通入纯度为99.9%的氩气，使粉末坯料以60℃/min的升温速率加热至1300℃后保温50min，在保温阶段，进行加压、保压、卸压操作3次，微波炉腔内的压强加至1.4×105Pa，再保压8分钟，关闭微波电源，以80℃/min的降温速率冷却降温，最后降温卸压至常温常压，即获得WC-Co硬质合金。通过3次的加压、保压、卸压操作，能够提升硬质合金的致密度，进而得到硬度、断裂韧性、抗弯强度等性能。实施例三一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法，基于WC-Co硬质合金，所述方法包括以下步骤：按照重量百分比将W粉85份、Co粉25本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法，基于WC-Co硬质合金，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n按照重量百分比将W粉60～85份、Co粉5～25份和C粉8～12份放入球磨机中球磨均匀得到混合料，然后在真空环境下干燥处理；/n再进行加热，进行分段式加热，先进行第一段加热，加热到250～300℃并保温20～30分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；接着进行第二段加热，加热到300～400℃，并保温15-25分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；然后进行第三段加热，加热到400～500℃，并保温30～40分钟，然后冷却到室温；/n往混合料中加入成型剂石蜡，压制成型，得到粉末坯料；/n将粉末坯料与强吸波辅助加热材料放置在透波的保温装置中，然后一起放入微波炉腔内，微波炉腔内保持真空环境，通入惰性气体，使粉末坯料以50～90℃/min的升温速率加热至1100～1400℃后保温30～60min，在保温阶段，进行加压、保压、卸压操作3-5次，微波炉腔内的压强加至（1.2～1.8）×10

【技术特征摘要】
1.一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法，基于WC-Co硬质合金，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
按照重量百分比将W粉60～85份、Co粉5～25份和C粉8～12份放入球磨机中球磨均匀得到混合料，然后在真空环境下干燥处理；
再进行加热，进行分段式加热，先进行第一段加热，加热到250～300℃并保温20～30分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；接着进行第二段加热，加热到300～400℃，并保温15-25分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；然后进行第三段加热，加热到400～500℃，并保温30～40分钟，然后冷却到室温；
往混合料中加入成型剂石蜡，压制成型，得到粉末坯料；
将粉末坯料与强吸波辅助加热材料放置在透波的保温装置中，然后一起放入微波炉腔内，微波炉腔内保持真空环境，通入惰性气体，使粉末坯料以50～90℃/min的升温速率加热至1100～1400℃后保温30～60min，在保温阶段，进行加压、保压、卸压操作3-5次，微波炉腔内的压强加至（1.2～1.8）×105Pa，最后降温卸压至常温常压，即获得WC-Co硬质合金。


2.根据权利要求1所述的用微波反应烧结制...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶惠明，叶少良，叶戈，诸优明，
申请(专利权)人：广东正信硬质材料技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44