一种耐磨易损件用硬质合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐磨易损件用硬质合金材料及其制备方法，按质量百分比计，硬质合金材料包括碳化钛0～10wt％、镍基碳化钨合金粉20～40wt％、碳化钨粉末10～30wt％、氮化铝钛粉末0～20wt％和碳化钨钴纳米复合粉体10～20wt％。制备方法包括：S1、将上述原料按配比混合均匀，得物料；S2、将物料加入研磨机中研磨，过筛筛取200目的颗粒，得混合粉末；S3、混合粉末压制成型；S4、烧结，然后经冷却，得到硬质合金材料。本发明专利技术的制备方法简单易行，可用于大批量生产，最终制备出耐磨性更强、寿命更长的硬质合金材料，在易损件使用过程中更加耐用、耐磨，增加工件的使用寿命和工作效率。增加工件的使用寿命和工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨易损件用硬质合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于硬质合金材料生产
，特别是涉及一种耐磨易损件用硬质合金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]硬质合金由于具有高硬度、耐磨、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，广泛应用于金属加工、矿山开采等领域，但硬质合金制造成本高，脆性较大，不宜用于受冲击力较大的易磨损件，此外，随着我国工业的飞速发展，硬质合金的应用范围和用量也在逐年增多，各种报废的硬质合金工具如钻头、铣刀、铰刀、车刀等以及制备工具时的料头也相应增多，并且目前硬质合金回收再造工艺存在能耗大、设备复杂、环境污染等问题。
[0003]现有的硬质合金在进行生产制造的过程中，长时间的使用会导致磨损严重，这些难熔碳化物的抗氧化性能与WC(碳化钨)相当，若不能提高硬质合金的强度，使其在机芯使用的过程中较为不便，从而影响加工。
[0004]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种耐磨易损件用硬质合金材料及其制备方法，用于解决上述现有技术中硬质合金易磨损且强度不足的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种耐磨易损件用硬质合金材料，按照质量百分比计，所述硬质合金材料包括碳化钛0～10wt％、镍基碳化钨合金粉20～40wt％、碳化钨粉末10～30wt％、氮化铝钛粉末0～20wt％以及碳化钨钴纳米复合粉体10～20wt％。
[0007]优选地，按照质量百分比计，所述镍基碳化钨合金粉包括60wt％的Ni和40wt％的WC。
[0008]优选地，按照质量百分比计，所述碳化钨钴纳米复合粉体包括88wt％的WC和12wt％的Co；且所述碳化钨钴纳米复合粉体呈球形，所述碳化钨钴纳米复合粉体的D50粒径为50nm～100nm。
[0009]本专利技术还提供一种耐磨易损件用硬质合金材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0010]S1、将碳化钛、镍基碳化钨合金粉、碳化钨粉末、氮化铝钛粉末按照配比均匀混合后，再加入一定量的碳化钨钴纳米复合粉体混合均匀，得到物料；
[0011]S2、将所述物料加入研磨机中进行研磨，过筛筛取200目的颗粒，得到混合粉末；
[0012]S3、将所述混合粉末放入模具中进行压制成型，得到料块；
[0013]S4、将所述料块进行烧结，然后经冷却，得到硬质合金材料。
[0014]优选地，在所述硬质合金材料中，步骤S1中所述碳化钛占0～10wt％、所述镍基碳化钨合金粉占20～40wt％、所述碳化钨粉末占10～30wt％、所述氮化铝钛粉末占0～
20wt％、所述碳化钨钴纳米复合粉体占10～20wt％。
[0015]优选地，按照质量百分比计，步骤S1中所述镍基碳化钨合金粉包括60wt％的Ni和40wt％的WC。
[0016]优选地，按照质量百分比计，步骤S1中所述碳化钨钴纳米复合粉体包括88wt％的WC和12wt％的Co，且所述碳化钨钴纳米复合粉体呈球形，所述碳化钨钴纳米复合粉体的D50粒径为50nm～100nm。
[0017]优选地，步骤S2中所述研磨的转速为80～200r/min，所述研磨的时间为10～20h。
[0018]优选地，步骤S3中所述压制成型的压强为200～500Mpa。
[0019]优选地，步骤S4中所述烧结具体为：在真空度为5～20pa下加热至1500～1600℃，保温2h，然后充入氩气至真空度为5Mpa，继续保温保压2h。
[0020]优选地，步骤S4中所述冷却包括第一次冷却、第二次冷却和最终冷却，所述第一次冷却为冷却至1000～1200℃，并保温2h；所述第二次冷却为冷却至500℃，并保温2h；所述最终冷却为0～5℃的水中急速冷却至室温。
[0021]如上所述，本专利技术的耐磨易损件用硬质合金材料及其制备方法，具有以下有益效果：
[0022]本专利技术中的硬质合金材料由碳化钛、镍基碳化钨合金粉末、碳化钨粉末、氮化铝钛粉末以及碳化钨钴纳米复合粉体组成，镍基碳化钨合金粉和碳化钨作为主要基础成分，具有耐磨耐高温且硬度高的特性，碳化钛具有高硬度、耐腐蚀和特稳定性好的特性，氮化铝钛粉末起到耐腐蚀和耐高温抗氧化的作用，然后通过添加碳化钨钴纳米复合粉体，并调整原料之间的配比，能够得到表面耐磨性能显著提高的硬质合金材料。
[0023]本专利技术通过选取原料并调整原料配比，经研磨混合得到最大粒径较小的混合粉末，然后对混合粉末进行压制成型后进行烧结和阶段性冷却处理，使得硬质合金材料的强度和硬度均得到显著提高，该制备方法简单易行，可用于大批量生产，且最终所制备的耐磨易损件用硬质合金材料的耐磨性更强、寿命更长，能够在易损件使用过程中更加耐用、耐磨，增加工件的使用寿命和工作效率。
具体实施方式
[0024]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0025]本专利技术提高一种耐磨易损件用硬质合金材料，按照质量百分比计，硬质合金材料包括碳化钛0～10wt％、镍基碳化钨合金粉20～40wt％、碳化钨粉末10～30wt％、氮化铝钛粉末0～20wt％以及碳化钨钴纳米复合粉体10～20wt％。
[0026]具体的，按照质量百分比计，在硬质合金材料中，碳化钛可包括0wt％、2wt％、4wt％、6wt％、8wt％、10wt％等任何范围内的数值，具体可根据实际进行调节；镍基碳化钨合金粉可包括20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％等任何范围内的数值，具体可根据实际进行调节；碳化钨粉末可包括10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％等任何范围内的数值，具体可根据实际进行调节；氮化铝钛粉末可包括0wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％
等任何范围内的数值，具体可根据实际进行调节；碳化钨钴纳米复合粉体可包括10wt％、12wt％、14wt％、16wt％、18wt％、20wt％等任何范围内的数值，具体可根据实际进行调节。
[0027]作为示例，按照质量百分比计，镍基碳化钨合金粉包括60wt％的Ni和40wt％的WC。
[0028]具体的，关于镍基碳化钨合金粉的具体制备方法为采用本领域技术人员所熟知的方法，在此不做过分限制。
[0029]作为示例，按照质量百分比计，碳化钨钴纳米复合粉体包括88wt％的WC和12wt％的Co；且碳化钨钴纳米复合粉体呈球形，碳化钨钴纳米复合粉体的D50粒径为50nm～100nm。
[0030]具体的，碳化钨钴纳米复合粉体的D50粒径可包括50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm等任何范围内的数值，关于碳化钨钴纳米复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨易损件用硬质合金材料，其特征在于：按照质量百分比计，所述硬质合金材料包括碳化钛0～10wt％、镍基碳化钨合金粉20～40wt％、碳化钨粉末10～30wt％、氮化铝钛粉末0～20wt％以及碳化钨钴纳米复合粉体10～20wt％。2.根据权利要求1所述的耐磨易损件用硬质合金材料，其特征在于：按照质量百分比计，所述镍基碳化钨合金粉包括60wt％的Ni和40wt％的WC。3.根据权利要求1所述的耐磨易损件用硬质合金材料，其特征在于：按照质量百分比计，所述碳化钨钴纳米复合粉体包括88wt％的WC和12wt％的Co；且所述碳化钨钴纳米复合粉体呈球形，所述碳化钨钴纳米复合粉体的D50粒径为50nm～100nm。4.一种耐磨易损件用硬质合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1、将碳化钛、镍基碳化钨合金粉、碳化钨粉末、氮化铝钛粉末按照配比均匀混合后，再加入一定量的碳化钨钴纳米复合粉体混合均匀，得到物料；S2、将所述物料加入研磨机中进行研磨，过筛筛取200目的颗粒，得到混合粉末；S3、将所述混合粉末放入模具中进行压制成型，得到料块；S4、将所述料块进行烧结，然后经冷却，得到硬质合金材料。5.根据权利要求4所述的耐磨易损件用硬质合金材料的制备方法，其特征在于，在所述硬质合金材料中，步骤S1中所述碳化钛占0～10wt％、所述镍基碳化钨合金粉占20～40wt％、所述碳化钨粉末占10～30wt％、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜标，徐艺青，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：