一种超细晶粒梯度硬质合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种超细晶粒梯度硬质合金，该超细晶粒梯度硬质合金由以下重量份数的原料组成：Ti(C,N)2

【技术实现步骤摘要】
一种超细晶粒梯度硬质合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及硬质合金生产领域，涉及一种超细晶粒梯度硬质合金，特别涉及一种超细晶粒梯度硬质合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]硬质合金由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料，硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的高温下也基本保持不变，被誉为“工业牙齿”；
[0003]但是现有的超细晶粒梯度硬质合金的基本原料多为高熔点、耐热金属，导致在加工过程中，对于烧结设备的要求较高，对于能源的损耗较大；其次，现有的超细晶粒梯度硬质合金在生产时，超细晶粒梯度硬质合金的工序较多，且生产工序严格，导致超细晶粒梯度硬质合金的生产效率较低；其次，现有的超细晶粒梯度硬质合金在生产时，通常需要在其表面涂上一层或多层硬度更大、更耐磨的涂层，因为涂层与基体之间由于热膨胀系数的不同，在冷却过程容易产生热应力，进而出现微裂纹。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种超细晶粒梯度硬质合金，解决了现有的超细晶粒梯度硬质合金的基本原料多为高熔点、耐热金属，导致在加工过程中，对于烧结设备的要求较高，对于能源的损耗较大；其次，现有的超细晶粒梯度硬质合金在生产时，超细晶粒梯度硬质合金的工序较多，且生产工序严格，导致超细晶粒梯度硬质合金的生产效率较低；其次，现有的超细晶粒梯度硬质合金在生产时，通常需要在其表面涂上一层或多层硬度更大、更耐磨的涂层，因为涂层与基体之间由于热膨胀系数的不同，在冷却过程容易产生热应力，进而出现微裂纹的技术问题；本专利技术中，与传统超细晶粒梯度硬质合金相比本专利技术中的超细晶粒梯度硬质合金，添加适量VC,既可以在硬质合金的生产时提高其韧性，同时使合金合格的烧结温度与烧结时间范围扩大，且可以抑制烧结时碳化物结晶长大，这样就可以提高合金属性，降低合金的烧结温度与烧结时间，减少能源损耗；采用在干燥箱内部设置搅拌叶片，搅拌叶片的材料为镍基高温合金，且搅拌叶片开始搅拌的时间为烘烤开始后15
‑
25min，这样就可以对干燥槽内部的混合物进行搅拌，使其在干燥脱水的过程中能够均与受热，加快干燥速度，保证干燥效果，同时在筛分网的侧边连接有振动器，加快过滤筛分的速度，这样就节省大量加工时间，提高加工效率；采用先低压烧结，配合VC抑制碳化物结晶的成长，获得超细晶硬质合金，有效提高了合金的硬度与抵抗形变的能力，再通过梯级烧结处理，使硬质合金基体与涂层的之间的膨胀系数一致，避免了因为高温产生的热应力而导致出微裂纹的出现，减少了超细晶粒梯度硬质合金的生产损耗，同时延长了超细晶粒梯度硬质合金部件的使用寿命。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种超细晶粒梯度硬质合金，该超细晶粒梯度硬质合金由以下重量份数的原料组
成：Ti(C,N)2
‑
6份、Co4
‑
10份、VC0.1
‑
0.5份、(W，Ti)C2
‑
6份、Cr3C20.5
‑
1份、WC95
‑
100份、炭黑0.1
‑
0.5份；
[0007]优选的，该超细晶粒梯度硬质合金各组份具体重量份数如下：Ti(C,N)6份、Co10份、VC0.5份、(W，Ti)C6份、Cr3C21份、WC100份，、炭黑0.5份；
[0008]一种超细晶粒梯度硬质合金的制备方法，该制备方法具体包括以下步骤：
[0009]步骤一：将6份Ti(C,N)、10份Co、0.5份VC、C6份(W，Ti)、1份Cr3C2、100份WC、黑0.5份炭黑进行混合处理；
[0010]步骤二：将混合后的原料放入湿式球磨机中进行湿磨；
[0011]步骤三：将湿磨过后混合浆放入干燥箱的干燥槽内进行干燥处理，同时通过搅拌叶片对混合浆进行搅拌；
[0012]步骤四：将干燥处理过的粉料通过筛分机进行筛分；
[0013]步骤五：将筛分过后的干燥粉料放入侧压液压机内的模具内部，压制成胚料；
[0014]步骤六：将胚料放入压力烧结炉内部进行烧结处理，得到超细晶粒梯度硬质合金，放置冷却；
[0015]步骤七：将冷却后的超细晶粒梯度硬质合金进行质量检测，然后包装入库。
[0016]进一步，所述步骤二中，球磨机的类型为行星式高能球磨机，球料比为(5
‑
10)：1，湿磨介质为酒精，转速为150
‑
200r/min，湿磨时间为30
‑
40h。
[0017]进一步，所述步骤三中，干燥槽的内部温度为400
‑
500℃，烘烤时间为20
‑
40min，搅拌叶片的材料为镍基高温合金，且搅拌叶片开始搅拌的时间为烘烤开始后15
‑
25min。
[0018]进一步，所述步骤四中，筛分机的内部设置有多层筛分网，且筛分网的侧边连接有振动器。
[0019]进一步，所述步骤六中，烧结工序先将真空抽到10Pa以下，升温至450
‑
700℃并保温2
‑
6h，同时注入氢气进行脱蜡处理，之后排出氢气继续提升温度，在达到液相烧结之前注入5
‑
10MPa的惰性气体，同时施加20
‑
30MPa的烧结压力，液相烧结的温度为1350
‑
1550℃，在烧结压力下保持0.3
‑
0.4h，保温结束后随炉冷却至室温。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]1、与传统超细晶粒梯度硬质合金相比本专利技术中的超细晶粒梯度硬质合金，添加适量VC,既可以在硬质合金的生产时提高其韧性，同时使合金合格的烧结温度与烧结时间范围扩大，且可以抑制烧结时碳化物结晶长大，这样就可以提高合金属性，降低合金的烧结温度与烧结时间，减少能源损耗；
[0022]2、采用在干燥箱内部设置搅拌叶片，搅拌叶片的材料为镍基高温合金，且搅拌叶片开始搅拌的时间为烘烤开始后15
‑
25min，这样就可以对干燥槽内部的混合物进行搅拌，使其在干燥脱水的过程中能够均与受热，加快干燥速度，保证干燥效果，同时在筛分网的侧边连接有振动器，加快过滤筛分的速度，这样就节省大量加工时间，提高加工效率；
[0023]3、采用先低压烧结，配合VC抑制碳化物结晶的成长，获得超细晶硬质合金，有效提高了合金的硬度与抵抗形变的能力，再通过梯级烧结处理，使硬质合金基体与涂层的之间的膨胀系数一致，避免了因为高温产生的热应力而导致出微裂纹的出现，减少了超细晶粒梯度硬质合金的生产损耗，同时延长了超细晶粒梯度硬质合金部件的使用寿命。
具体实施方式
[0024]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细晶粒梯度硬质合金，其特征在于：该超细晶粒梯度硬质合金由以下重量份数的原料组成：Ti(C,N)2
‑
6份、Co4
‑
10份、VC0.1
‑
0.5份、(W，Ti)C2
‑
6份、Cr3C20.5
‑
1份、WC95
‑
100份、炭黑0.1
‑
0.5份。2.根据权利要求1所述的一种超细晶粒梯度硬质合金，其特征在于，该超细晶粒梯度硬质合金各组份具体重量份数如下：Ti(C,N)6份、Co10份、VC0.5份、(W，Ti)C6份、Cr3C21份、WC100份，、炭黑0.5份。3.一种如权利要求1所述的超细晶粒梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，该制备方法具体包括以下步骤：步骤一：将6份Ti(C,N)、10份Co、0.5份VC、C6份(W，Ti)、1份Cr3C2、100份WC、黑0.5份炭黑进行混合处理；步骤二：将混合后的原料放入湿式球磨机中进行湿磨；步骤三：将湿磨过后混合浆放入干燥箱的干燥槽内进行干燥处理，同时通过搅拌叶片对混合浆进行搅拌；步骤四：将干燥处理过的粉料通过筛分机进行筛分；步骤五：将筛分过后的干燥粉料放入侧压液压机内的模具内部，压制成胚料；步骤六：将胚料放入压力烧结炉内部进行烧结处理，得到超细晶粒梯度硬质合金，放置冷却；步骤七：将冷却后的超细晶粒梯度硬质合金进行质量检测，然后包装入库。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏鹏飞，段松荣，
申请(专利权)人：株洲力洲硬质合金有限公司，
类型：发明
国别省市：