[发明专利]一种高硬度、高强度、低成本的无磁硬质合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种高硬度、高强度、低成本的无磁硬质合金；属于材料科学技术领域。

背景技术

硬质合金可以分为有磁硬质合金和无磁硬质合金，如中国专利申请(01128546.x)涉及一种高强度高耐磨硬质合金及其制造方法和应用，该硬质合金采用碳化钨作硬质相，以铁、钴、镍作粘结相，外加钛或钒的碳化物或硼化物或氮化物、并外加碳化钽或碳化铌，还外加碳，经湿磨、压制、真空烧结而成，该硬质合金为有磁硬质合金，有磁硬质合金在生产磁瓦模具时，粘料严重，不易脱模，压制成品低；因此使用范围较窄。

而无磁硬质合金主要用于磁性材料生产中的模具、石油工业的密封环、罐头行业的制罐，本申请人曾申请了一件中国发明专利，申请号(03124256.1)名称为：无磁硬质合金及其制作方法，在该申请文件中公开了一种以碳化钨(WC)为主要成分，添加镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)所组成无磁硬质合金，该无磁硬质合金虽然具有硬度高、耐磨性好，摩擦系数小、抛光性能好、抗压强度高、刚性好等优点，但是该无磁硬质合金碳化钨中总碳的含量要求为5.85％～5.97％；这种碳化钨无法从市场上直接购买得到，需要添加钨粉，这样容易引起无磁硬质合金产生孔隙和粗大碳化钨聚集结晶，从而降低了合金的性能；而且在该无磁硬质合金中添加的除碳化钨以外其它全部都是金属单质，这样大大增加了了成本，降低了市场效益。

发明内容

本发明针对现有的有磁硬质合金在生产磁瓦模具时，粘料严重，不易脱模，压制成品低的缺陷，提供一种高硬度、高强度、低成本的无磁硬质合金；

本发明还在原有无磁硬质合金的基础上，通过使用碳化钨、镍、碳化钒、碳化铬及碳化二钼等成分来制造无磁硬质合金，该无磁硬质合金可以采用市售的碳化钨来生产，具有高硬度、高强度、低成本和晶粒度细且分布均匀的特点。

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种高硬度、高强度、低成本的无磁硬质合金，该无磁硬质合金由以下重量份的成分制成：

碳化钨：80～90份；    镍：5～20份；

碳化铬：0.5～5份；    碳化钒：0.1～0.5份；

碳化钼：0.1～0.5份。

本发明采用的碳化钨可以是总碳：5.85％～5.97％的低含碳量的碳化钨、也可以是总碳：6.08％～6.13％的市售碳化钨，现有技术在使用市售的碳化钨时需要添加钨粉，这样容易引起无磁硬质合金产生孔隙和粗大碳化钨聚集结晶，从而降低了无磁硬质合金的性能，本发明采用碳化钨、镍、碳化铬、碳化钒、碳化钼来制造无磁硬质合金，既可以采用低碳的碳化钨也可以使用市售的碳化钨且不会产生孔隙和粗大碳化钨聚集结晶，而且这几种成分较金属单质来比，成本较低；其中镍(Ni)重量份不足5份时，无磁硬质合金不能充分致密化，从而韧性不足；因无磁硬质合金晶粒太细，粘结相平均厚度太薄；若镍重量份超过20份时，硬度下降，耐磨性降低，因此本发明将镍的重量份限定为5～20份；其中碳化铬(Cr₃C₂)重量份不足0.5份时，得不到与碳化钒、碳化钼的复合效果，晶粒细化效果不佳；若重量份超过5份，则合金出现第三相，使韧性降低，故将其重量份限定为0.5～5份；在本发明的无磁硬质合金中加入碳化钒(VC)主要是为了细化无磁硬质合金晶粒；若碳化钒重量份少于0.1份时，得不到细化晶粒的效果，若碳化钒重量份超过0.5份时，则同样出现第三相，使无磁硬质合金韧性降低，因此将其重量份限定为0.1～0.5份；在本发明的无磁硬质合金中加入碳化钼(Mo₂C)也可以促进无磁硬质合金晶粒细化，抑制碳化钨晶粒长大，而且起改善其高温硬度的作用，若其重量份少于0.1份时，晶粒细化的作用不大，若其重量份超过2.5％0.5份时，在烧结后无磁硬质合金出现第三相，反而使其强度降低。

在上述的高硬度、高强度、低成本的无磁硬质合金中，该无磁硬质合金由以下优化重量份的成分制成：

碳化钨：83～88份；    镍：10～15份；

碳化铬：1～3份；      碳化钒：0.2～0.4份；

碳化钼：0.1～0.3份。这样的重量份是对本发明上述重量份的进一步限制和优化，从而制备出性能更好的无磁硬质合金。

纵上所述，本发明的高硬度、高强度、低成本的无磁硬质合金具有以下优点：

1、本发明的高硬度、高强度、低成本的无磁硬质合金硬度高、耐磨性好，摩擦系数小；