一种硬质合金及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种硬质合金按照重量％(wt％)，包括，3.2～4.3wt％的Ni；9.2～10.5wt％的Co；0.5～2.0wt％的Cr3C2和/或Cr；剩余部分为WC；其中，所述WC总配碳率为4.80

【技术实现步骤摘要】
一种硬质合金及其制造方法


[0001]本专利技术属于硬质合金研发领域，尤其涉及一种具有超耐腐蚀性和超耐裂纹性特性的硬质合金、制造方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着使用成型模具时成型速度和寿命的增加，能够承受裂纹萌生和裂纹扩展的硬质合金，变得越来越重要。进一步的，由于硬质合金的一些特殊加工环境，尤其是EDM(电火花)加工过程中会使用切削液和切削油，所以上述切削液和切削油会导致加工的硬质合金腐蚀，同时，使用的冷却液也会导致硬质合金腐蚀。
[0003]此类腐蚀的特性是，腐蚀过程中含有纳米级耐磨金属颗粒氧化物(例如ZnO和SiO2)，它们会磨损机加工表面，还会引起微裂纹等腐蚀。由于腐蚀损伤会导致粘结剂溶出，降低加工表面对变形和初始裂纹的抵抗力，所以导致硬质合金材料EDM(电火花)加工产品的寿命降低。
[0004]目前希望尽可能延长用于EDM(电火花)加工的硬质合金的寿命是本领域急需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术是需要解决的问题是，通过技术手段同时提高所使用的硬质合金的耐腐蚀性和耐裂纹性，本专利技术的技术特点是通过改变粘结剂的成分和制备方法，在提高耐腐蚀性和耐裂纹性的同时兼顾其他性能。
[0006]为决上述问题，本专利技术的技术方案是，
[0007]提供一种硬质合金按照重量％(wt％)，包括，
[0008]3.2～4.3wt％的Ni；
[0009]9.2～10.5wt％的Co；
[0010]0.5～2.0wt％的Cr3C2和/或Cr；
[0011]剩余部分为WC；其中，所述WC总配碳率为4.80
‑
5.40wt％。
[0012]进一步的，所述WC含量为83.2～87.1wt％；优选的，所述WC含量为84.8wt％。
[0013]进一步的，所述WC平均粒径小于0.7μm；优选的，烧结后WC平均粒度为0.6μm。
[0014]进一步的，所述Ni含量为4.0wt％。
[0015]进一步的，所述Cr3C2和/或Cr含量为1.2wt％；优选的，所述Cr3C2的含量为1.2wt％。
[0016]进一步的，所述Co含量为10.0wt％。
[0017]一种硬质合金的制造方法，
[0018]将上述记载的配方组成的粉末与润滑剂、抗凝集剂和溶剂一起放入湿式球磨机内粉碎，得到获得50％峰图达到0.50
‑
0.600miron的均匀混合物；
[0019]将所述混合物通过喷雾干燥机喷雾造粒成球状；
[0020]将所述干燥球状的粉末使用油压成形机以约0.8
‑
1.2ton/cm2的压力压制成形成生坯；
[0021]所述生坯，以压力150MPa保持时间5分钟，以压力90MPa保持时间2.5分钟，以压力 30MPa保持时间1分钟的条件进行湿式CIP处理，然后烧结；
[0022]所述烧结温度设置在370℃(180分钟)、450℃(90分钟)的两个阶段，用7
‑
10L/分钟的Ar气进行脱蜡，之后直至1350℃(60分钟)进行真空烧结，再从1350℃到1420～1460℃保温1小时到结束；
[0023]最后，进行Ar气3.0
‑
5.0MPa高压处理，在结构致密后将其自然冷却至800～600℃；
[0024]在800～600℃以后开强制冷却风扇进行冷却。
[0025]进一步的，其特征在于：所述润滑剂为石蜡。
[0026]进一步的，其特征在于：所述抗凝集剂为叶酸。
[0027]进一步的，所述溶剂为乙醇。
[0028]本专利技术的有有益效果是：根据本申请公开的硬质合金组成，可以在达到良好的耐裂纹性的同时，也显著的改善了耐腐蚀性。由于使用亚微米的WC粉末，将Co和Ni作为粘结相，使 W在Co、Ni中的保持一定的固溶量，提高耐腐蚀性，且通过添加Cr或Cr3C2在液相中均匀扩散，进一步提高耐腐蚀性，采用特殊的烧结方法使硬质合金中的Co、Ni的分布状态倾斜化，提高耐裂纹性。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施中仿二元状态图；
[0030]图2为本专利技术实施中各种样品的Co、Cr、Ni、W的元素面分布图，其中，2
‑
a为样品A， 2
‑
b为样品B，2
‑
c为本专利技术的实施例；
[0031]图3为某些不同合金的耐腐蚀性和缓冲液中pH值的关系图；
[0032]图4WC
‑
Ni与WC
‑
Co合金的初始氧化停滞时间的对比；
[0033]图5本实施例烧结后的碳化钨的粒度用电子显微镜的反射电子像7500倍率分别对A、B、 C三个视场的视图；
[0034]图6为本实施例酸性溶液浸泡实验对比图；
[0035]图7为本实施例腐蚀试验的各个样品进行磨削后断面部分结构图；
[0036]图8为本实施例中使用PH10的氢氧化钠溶液与对各个样品进行碱性溶液腐蚀实验对比图；
[0037]图9为本实施例中使用的三种样品在实际进行了线切割加工后，线切割加工面放大700 倍的二次电子像中的微裂纹对比图；
[0038]图10为本实施例中使用的三种样品在实际进行了线切割加工后，线切割加工面放大700 倍的电子显微镜像(断面)腐蚀劣化的微裂纹对比图；
[0039]图11本实施例中样品A、B和C的动态电位极化扫描测试的结果。
具体实施方式
[0040]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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
本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0041]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0042]实施例1
[0043]如表1中所示，本次对比实验包括样品A、B、C，所述样品为表1中所示配方组成的硬质合金材质，该是材质包括形成硬质构成成份的粉末和形成粘结剂的粉末。
[0044]将上述这些粉末与作为润滑剂的石蜡、作为抗凝集剂的叶酸和作为溶剂的乙醇一起放入湿式球磨机内粉碎，使用粒度分布仪测量获得50％峰图达到0.50
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬质合金按照重量％(wt％)，其特征在于：包括，3.2～4.3wt％的Ni；9.2～10.5wt％的Co；0.5～2.0wt％的Cr3C2和/或Cr；剩余部分为WC；其中，所述WC总配碳率为4.80
‑
5.40wt％。2.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述WC含量为83.2～87.1wt％；优选的，所述WC含量为84.8wt％。3.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述WC平均粒径小于0.7μm；优选的，烧结碳化钨平均粒度为0.6μm。4.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述Ni含量为4.0wt％。5.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述Cr3C2和/或Cr含量为1.2wt％；优选的，所述Cr3C2的含量为1.2wt％。6.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述Co含量为10.0wt％。7.一种硬质合金的制造方法，将权利要求1
‑
6所述的配方组成的粉末与润滑剂、抗凝集剂和溶剂一起放入湿式球磨机内粉碎，得到获得50％峰图达到0.50
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西川昌範，钟海彬，林兴，
申请(专利权)人：四川神工钨钢刀具有限公司，
类型：发明
国别省市：