本发明专利技术公开了一种高强度、高硬度纳米晶钨钴硬质合金的制备方法，它由常规原料亚细WC粉采用强化研磨加工、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型、加压烧结八个工艺流程完成其制备方法；该方法采用Fsss粒度为0.6～0.8μm的普通亚细颗粒WC粉以及粒度0.2～0.4μm金属Co粉；增加的强化研磨处理工序来改变亚细颗粒WC的粒度及粒度分布，得到的超粗晶粒硬质合金中WC的平均粒度达到0.2～0.4μm，韧性高，而且结晶完整、缺陷少、微观应变小，亚细晶均匀、显微硬度高，其耐磨性和抗冲击韧性得到极大的提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硬质合金的制备方法，特别是。
技术介绍
随着硬质合金工业的不断发展，对其原料WC粉(即碳化钨粉)的要求越来越高， 特别是纳米型硬质合金的制备，对WC粉的粒度有严格的要求，目前，WC粉的聚集程度较高，碳化钨粉生产商对粉末粒度的控制很难达到纳米晶硬质合金制造的要求，所生产的WC 粉末都存在WC颗粒聚集体。由于聚集体的结合松紧程度不一，因而加大了优质硬质合金的制造难度，使硬质合金制品在耐磨性和韧性上难做到高度的统一；而进口的WC粉末成本大高，不利于国内规模化生产。所以目前所普遍采用的经湿磨、干燥、压制成型、真空烧结等工序生产的钨钴硬质合金的晶粒在1. 2^4. O μ m之间，抗弯强度220(T3000MPa，硬度 HRA86. (Γ91. 0，强度和显微硬度匹配较差 ，综合性能较低，尤其是合金的高温硬度和高温强度不高，抗冲击和抗热塑变能力较差，难适合在高温环境下工作，大大制约了硬质合金的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供，通过其制备的硬质合金的WC平均晶粒度达到O. 2 O. 4 μ m，抗弯强度达到4000 5400MPa，硬度HRA92. 5 93. 8，可实现合金强度和显微硬度的良好匹配，使硬质合金制品在耐磨性和韧性上达到高度的统一，提高了合金的综合使用性能。本专利技术是采用如下技术方案实现其专利技术目的，，它由常规原料亚细WC粉采用强化研磨加工、配料、湿磨、干燥、掺成形齐 、制粒、压制成型、加压烧结八个工艺流程完成其制备方法；强化研磨加工采用粒度为0.6、.8Mm(FSSS)的亚细WC粉为原料，以IlXf5VC和 2 5%0 Cr2C为抑制剂，采用化学试剂吐温80和研磨相结合的强化研磨工艺研磨时的丙酮和正已烷混合比为6 8:2 4，吐温80与球磨介质混合液的质量比为6 10:9(Γ94 ;球料之比为 3. 25:1，固液之比为5:1，研磨时间为24 48小时；配料配料时选用O. 2^0. 4Mm (FSSS)的超细粒度钴粉和强化研磨后的 O. Γ0. 4Mm(FSSS)超细粒度碳化钨进行混合，钴粉与碳化钨粉的质量之比为6 13:87 94 ；湿磨将配比好的的混合粉末加入球磨介质及硬质合金球置于球磨机内进行混合研磨；其碳化钨和钴混合粉末、球磨介质、硬质合金球的质量配比为钨钴硬质合金粉球磨介质硬质合金球=3. 25:1:16. 25，研磨时间为24小时；干燥将混合研磨好的粉料按工艺要求过滤后置于真空干燥器内加热以蒸发球磨介质，使混合料保持干燥；掺成形剂将混合干燥好的混合料按比例掺入石蜡或PEG成形剂使混合料成形，其混合料与石蜡或PEG成形剂的比例为混合料石蜡或PEG成形剂=98:2 ;制粒将成形的混合粉料制成设计要求尺寸大小的颗粒状，以提高粉末的流动性能；压制成型将颗粒状粉料压制成所需要形状的压坯；加压烧结将压制成型的硬质合金压坯置于一体化脱脂加压烧结炉中进行最高温度为 1400 1430°C烧制，在最高温度时加压2. 5MPa保压、保温40分钟；球磨介质为丙酮和正已烷混合液，其质量比为6 8: 2^4,将亚细的WC粉通过24 48小时的喷射研磨，分散和分级筛分；去除粗粒度的WC颗粒，筛分的粗粒度的WC进行再研磨，最终选用平均粒度为O. Γ0. 4Mm(FSSS)的超细粒度WC粉；通过再湿磨24小时、干燥、掺成形齐U、制粒、压制成型和1400 1430°C加压烧结制备的硬质合金的WC平均晶粒度达到O. 2 O. 4μπι，抗弯强度达到4000 5400MPa，硬度HRA92. 5. O 93. 8的高强、高硬度系列纳米硬质合金。本专利技术的优选技术方案是所述研磨时的丙酮和正已烷混合比为6 8:2 4，球料之比为3. 25:1，固液之比为5:1，研磨时间为24 48小时。本专利技术进一步的优选技术方案是所述研磨时添加化学试剂为吐温80与丙酮和正已烷混合液之比为6 10:90 94。本专利技术更进一步的优选技术方案是VC和Cr2C为抑制剂的添加量分别为f 2%。和 2 5%0。本专利技术再进一步的优选技术方案是所述加压烧结的最高温度为1400 1430°C。本专利技术所述的WC是指碳化钨； 本专利技术所述的Fsss粒度是指Fsss英文全名为Fisher Sub-sieve Sizer,即“费氏筛” 测定的粒度；本专利技术所述的Co是指金属钴；本专利技术所述的WC粉是指碳化钨粉。本专利技术由于采用了上述技术方案，较好的实现了其专利技术目的，与现有技术相比具有如下特点采用Fsss粒度为O. 6 O. 8 μ m的普通亚细颗粒WC粉以及粒度O. 2 O. 4 μ m 金属Co粉；增加的强化研磨处理工序来改变亚细颗粒WC的粒度及粒度分布，辅以添加VC 和Cr2C抑制剂减缓了烧结过程中WC晶粒的不规则长大，使WC保持烧结之前的形貌；同时优化使用化学试剂吐温80及球磨介质丙酮和正已烷混合液进行强化球磨，防止纳米级混合料在生产过程中氧化和自燃；优化烧结温度控制合金的晶粒过分长大，使最终得到的超粗晶粒硬质合金中WC的平均粒度达到O. 2 O. 4 μ m，韧性高，而且结晶完整、缺陷少、微观应变小，亚细晶均匀、显微硬度高，其耐磨性和抗冲击韧性得到极大的提高，抗弯强度达到了 4000 5400MPa，硬度达到了 HRA92. 5. O 93. 8，实现了强度和显微硬度的良好匹配，从而使合金综合性能大大地提高；由于本专利技术的高强度、高硬度纳米晶硬质合金通过控制金属钴和WC粉末的粒度及WC粉晶型结构，既强化了粘结相的强度及改善晶间微观结构，提高合金的韧性和耐磨性，使得由本专利技术的高强度、高硬度纳米晶硬质合金制造的矿山、挖掘工具用齿等质量稳定，其使用寿命延长了 30%以上，极大地扩大了硬质合金的使用范围。具体实施例方式下面根据实施例对
技术实现思路
作进一步说明实施例1:，其包括如下工艺步骤常规原料强化研磨加工、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和加压烧结；以粒度为 O. 6^0. 8Mm(FSSS)的亚细WC粉为原料，以1%。VC和2. 5%。Cr2C为抑制剂，采用化学试剂吐温80及丙酮和正已烷混合液质量比为1:9进行研磨相结合的强化研磨工艺，球磨介质为丙酮和正已烷混合液，其质量比为6:4，将亚细的WC粉通过28小时的喷射研磨，分散和分级筛分；去除粗粒度的WC颗粒，筛分的粗粒度的WC进行再研磨，最终选用平均粒度为 O. Γ0. 4Mm(FSSS)的超细粒度WC粉；配料时选用O. 2^0. 4Mm(FSSS)的超细粒度钴粉和强化研磨后的O. Γ0. 4Mffl(FSSS)超细粒度碳化钨进行混合，钴粉与碳化钨粉的质量之比为 10:90 ;通过再湿磨24小时、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和最高烧结温度为1400°C的加压2. 5MPa烧结制备硬质合金。将通过本实施例得到的纳米晶鹤钴硬质合金(成型尺寸为6. 5*5. 25*20 μ m的标准产品)样本100件进行检测，得到WC平均晶粒度为O. 4 μ m、平均抗弯强度为4800MPa、平均硬度为HRA92. 8。实施例2:，其包括如下工艺步骤常规原料强化研磨加工、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和加压烧结；以粒度为 O. 6^0. 8Mm(FSSS)的亚细WC本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度、高硬度纳米晶钨钴硬质合金的制备方法，它由常规原料亚细WC粉采用强化研磨加工、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型、加压烧结八个工艺流程完成其制备方法；强化研磨加工：采用粒度为0.6~0.8μm(FSSS)的亚细WC粉为原料，以1~2‰VC和2~5‰Cr2C为抑制剂，采用化学试剂吐温80和研磨相结合的强化研磨工艺研磨时的丙酮和正已烷混合比为6~8:2~4，吐温80与球磨介质混合液的质量比为6~10:90~94；球料之比为3.25:1，固液之比为5:1，研磨时间为24～48小时；配料：配料时选用0.2~0.4μm(FSSS)的超细粒度钴粉和强化研磨后的0.1~0.4μm(FSSS)?超细粒度碳化钨进行混合，钴粉与碳化钨粉的质量之比为6～13:87～94；湿磨：将配比好的的混合粉末加入球磨介质及硬质合金球置于球磨机内进行混合研磨；其碳化钨和钴混合粉末、球磨介质、硬质合金球的质量配比为：钨钴硬质合金粉:球磨介质:硬质合金球=3.25:1:16.25?，研磨时间为24小时；干燥：将混合研磨好的粉料按工艺要求过滤后置于真空干燥器内加热以蒸发球磨介质，使混合料保持干燥；掺成形剂：将混合干燥好的混合料按比例掺入石蜡或PEG成形剂使混合料成形，其混合料与石蜡或PEG成形剂的比例为：混合料:石蜡或PEG成形剂=98:2；制粒：将成形的混合粉料制成设计要求尺寸大小的颗粒状，以提高粉末的流动性能；压制成型：将颗粒状粉料压制成所需要形状的压坯；加压烧结：将压制成型的硬质合金压坯置于一体化脱脂加压烧结炉中进行最高温度为1400～1430℃烧制，在最高温度时加压2.5MPa保压、保温40分钟；球磨介质为丙酮和正已烷混合液，其质量比为6~8:2~4，将亚细的WC粉通过24～48小时的喷射研磨，分散和分级筛分；去除粗粒度的WC颗粒，筛分的粗粒度的WC进行再研磨，最终选用平均粒度为0.1~0.4μm(FSSS)的超细粒度WC粉；通过再湿磨24小时、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和1400～1430℃加压烧结制备的硬质合金的WC平均晶粒度达到0.2～0.4μm，抗弯强度达到4000～5400MPa，硬度HRA92.5.0～93.8的高强、高硬度系列纳米硬质合金。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚兰，肖华，
申请(专利权)人：湖南世纪特种合金有限公司，
类型：发明
国别省市：
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