铁路捣固镐用细颗粒耐磨硬质合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了铁路捣固镐用细颗粒耐磨硬质合金及其制备方法。所述细颗粒耐磨硬质合金组分的重量百分数为：WC硬质相占83%～94%，Co粘接相占6%～15%，含稀土的混合添加剂总量占0.6%～2.0%。将上述组分的原料粉末，球磨、干燥、制粒得到硬质合金混合料；混合料经压力成型，真空预烧结后再热等静压烧结，最后经过深冷处理得到细颗粒耐磨硬质合金。上述细颗粒耐磨硬质合金具有抗弯强度高，耐磨性强，抗冲击性能好等优点，因此上述细颗粒耐磨硬质合金可钎焊于捣固镐镐头最前端，保证镐头具有较强的耐冲击能力。也可采用机械复合镶嵌于镐掌面上，保证镐掌具有较强的耐磨性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铁路捣固镐用硬质合金制备
，特别涉及含稀土添加剂的细颗粒耐磨硬质合金及其制备方法。
技术介绍
本专利技术涉及的耐磨硬质合金是用于铁路捣固镐，采用机械复合与焊接的方法与捣固镐连接。铁路捣固镐是铁路捣固车的关键部件，捣固车在作业过程中，捣固镐在液压装置的驱动下，插入路基石碴中，通过高频振动，增加道床的密实度，提高轨道的稳定性。捣固镐插入道床的瞬间要承受很大的冲击力，振动过程中石碴对镐掌产生强烈的摩擦，因此要求捣固镐要有足够的抗冲击能力和较高的耐磨性。钨钴类(YG)硬质合金，是以WC为骨架材料，Co为粘结剂的硬质合金。细颗粒YG 类硬质合金的硬度和强度比含钴量相同的一般YG类硬质合金要高很多，硬度一般在90 93HRA，抗弯强度为2000 3500MPa，具有高硬度、高强度、耐磨损、抗腐蚀等优点。稀土的添加会减少烧结时液相的量，相应地减少WC晶粒重结晶的过程，抑制了 WC晶粒的长大。另外，稀土与硬质合金内的0、s等杂质形成难溶化合物，净化了 WC-Co的界面并且改善其浸润性，有利于消除空隙、细化晶粒、净化界面，从而使硬质合金的抗弯强度有很大提高，硬度略有改善。因此复合稀土的添加可以细化WC晶粒、提高立方钴相含量和消除不连续长大的粗晶WC颗粒，而且还可以增加硬质合金制品的宏观应力，因此可显著提高细颗粒硬质合金的强度和韧性。深冷处理可提高细颗粒硬质合金的矫顽磁力，摩擦磨损能力，从而延长捣固镐头的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的用于铁路捣固镐的含稀土添加剂的细颗粒WC-Co硬质合金及其制备方法，该方法制备的细颗粒硬质合金具有较高的耐磨损性能和抗冲击性能，细颗粒硬质合金硬度最高可达HRA93，抗弯强度最高可达3200N/mm2。含稀土添加剂的细颗粒YG类硬质合金，其特征在于硬质合金的组分为WC硬质相的重量占硬质合金的83°/Γ94%，Co粘结相的重量占硬质合金的6°/Γ 5%，含稀土的混合添加剂总量占硬质合金的O. 69Γ2. 0%。所述的各组分原料粉末粒度为WC粉粒度为O. 2^0. 4 μ m, Co粉粒度为O. 8^1 μ m,晶粒长大抑制剂粒度为f1. 5 μ m，各稀土添加剂粒度为2 3 μ m。所述晶粒长大抑制剂为VC、Cr3C2, TaC中的一种或几种复合组成。所述稀土添加剂由La、Ce、Nd、Sm、Y中的一种或几种复合组成；或者由La203、Ce02、Nd2O3、Sm2O3、Y2O3中的一种或几种复合组成。所述的晶粒长大抑制剂，稀土添加剂与原料粉末混合球磨前，先与Co粉混合球磨48h,以达到细化晶粒的目的。含稀土添加剂的细颗粒YG类硬质合金的制备方法，其特征在于，该方法步骤为 (1)、按重量百分比称量各种粉末原料后，将配制好的粉末原料放入高能球磨机中研磨，球料比为5 10:1，以酒精作为球磨介质，加入石蜡，球磨2ri00h ； (2)、球磨后干燥、制粒成流动性良好的混合粉末； (3)、将混合料模压成型，压强为10(T4(K)MPa，检验压坯是否合格； (4)、将合格的压坯装入真空脱蜡烧结一体炉中预烧结，在1200°C 1250°C保温3(T60min，再进行热等静压(HIP)后续烧结，在1360°C 1400°C保温6(Tl00min ； (5)、最后以每小时降低50V 80 V的速度降温至-170°C '196 V，保温l(T20h，再以每小时升温50°C 80°C的速度升至室温，得到细颗粒耐磨硬质合金。 本方法制备的硬质合金深冷处理前后的机械性能比较见表I。本专利技术的有益效果为 本专利技术与现有的YG类硬质合金相比的优点是在晶粒长大抑制剂中添加复合稀土及其氧化物，有利于提高硬质合金的硬度、抗弯强度、冲击韧性等性能；稀土原料粉末与Co粉一起球磨细化后，再加入硬质合金，工艺简单，容易实施。真空烧结加热等静压后续烧结有利于消除硬质合金内部缺陷，提高硬质合金致密度。深冷处理细颗粒WC-Co硬质合金可提高其矫顽磁力，摩擦磨损能力等性能。本专利技术制备所得到的细颗粒硬质合金的WC平均晶粒度为 O. 4 μ πΓθ· 6 μ m, HRA 硬度93，抗弯强度3200 N/mm2。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明 实施例1 含稀土添加剂的细颗粒YG类硬质合金，其特征在于硬质合金的组分为WC硬质相、Co粘结相、晶粒长大抑制剂、复合稀土添加剂。WC硬质相的质量占硬质合金的90. 8%，Co粘结相的质量占硬质合金的8%，晶粒长大抑制剂VC、Cr3C2、TaC的质量占硬质合金的O. 8%，稀土 La、Ce、Y2O3的质量占硬质合金的O. 4%。含稀土添加剂的细颗粒YG类硬质合金的制备方法，该方法步骤为按重量百分比称量各种粉末原料后，将配制好的粉末原料放入高能球磨机中研磨，球料比为8:1，以酒精作为球磨介质，加入石蜡，球磨96h，球磨后干燥、制粒成流动性良好的混合粉末。将混合料模压成型，压强为200MPa，将合格压坯装入真空脱蜡烧结一体炉中，装入真空脱蜡烧结一体炉中预烧结，在1250°C保温30min，再进行热等静压(HIP)后续烧结，在1380°C保温60min。最后以每小时降低70°C的速度降温至_180°C，保温15h，再以每小时升温70°C的速度升至室温，得到细颗粒耐磨硬质合金。制备的含稀土添加剂的细颗粒耐磨硬质合金的WC平均晶粒度为O. 5 μ m，HRA硬度为92. 7，抗弯强度为3050 N/mm2。实施例2 含稀土添加剂的细颗粒YG类硬质合金，其特征在于硬质合金的组分为WC硬质相、Co粘结相、晶粒长大抑制剂、复合稀土添加剂。WC硬质相的质量占硬质合金的87. 8%,Co粘结相的质量占硬质合金的11%，晶粒长大抑制剂VC、Cr3C2, TaC的质量占硬质合金的O. 6%，稀土 Ce、Nd、Y2O3的质量占硬质合金的O. 6%。含稀土添加剂的细颗粒YG类硬质合金的制备方法，该方法步骤为按重量百分比称量各种粉末原料后，将配制好的粉末原料放入高能球磨机中研磨，球料比为10:1，以酒精作为球磨介质，加入石蜡，球磨72h，球磨后干燥、制粒成流动性良好的混合粉末。将混合料模压成型，压强为180MPa，将合格压坯装入真空脱蜡烧结一体炉中，装入真空脱蜡烧结一体炉中预烧结，在1240°C保温30min，再进行热等静压(HIP)后续烧结，在1360°C保温90min。最后以每小时降低70°C的速度降温至-180°C，保温20h，再以每小时升温70°C的速度升至室温，得到细颗粒耐磨硬质合金。制备的含稀土添加剂的细颗粒耐磨硬质合金的WC平均晶粒度为O. 5 μ m，HRA硬度为92，抗弯强度为3200 N/mm2。实施例3 含稀土添加剂的细颗粒YG类硬质合金，其特征在于硬质合金的组分为WC硬质相、Co粘结相、晶粒长大抑制剂、复合稀土添加剂。WC硬质相的质量占硬质合金的90. 8%，Co粘结相的质量占硬质合金的8%，晶粒长大抑制剂VC、Cr3C2、TaC的质量占硬质合金的O. 8%，稀·土 La203、Sm2O3> Y2O3的质量占硬质合金的O. 4%。含稀土添加剂的细颗粒YG类硬质合金的制备方法，该方法步骤为按重量百分比称量各种粉末原料后，将配制好的粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
含稀土添加剂的细颗粒YG类硬质合金，其特征在于硬质合金的组分为：WC硬质相的重量占硬质合金的83%~94%，Co粘结相的重量占硬质合金的6%~15%，含稀土的混合添加剂总量占硬质合金的0.6%~2.0%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧，张艳华，彭玲玲，刘兵，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：