[发明专利]一种用液相渗透法制备的粒度梯度硬质合金及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201410669898.1 申请日: 2014-11-20
公开(公告)号: CN104388723B 公开(公告)日: 2016-10-26
发明(设计)人: 刘超;李文强;聂洪波;吴冲浒;冯炎建;曾祺森;肖满斗;文晓 申请(专利权)人: 厦门钨业股份有限公司
主分类号: C22C1/05 分类号: C22C1/05;C22C29/08;B22F1/00;B22F3/10
代理公司: 厦门市首创君合专利事务所有限公司 35204 代理人: 连耀忠
地址: 361000 福建*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 用液相 渗透 法制 粒度 梯度 硬质合金 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种用液相渗透法制备的粒度梯度硬质合金,其特征在于:包括WC和Co,其中,Co含量占WC和Co总量的3.wt%~20.wt%;还包括含Cr,V,Ta,Nb,Ti,Zr,Hf,Mo中的一种或多种晶粒抑制剂元素,并且所含元素的浓度从所述合金表面到芯部呈逐步降低,其表层浓度不高于WC、Co和所含元素总量的1wt.%,其芯部浓度最低可以为0wt.%;所述合金的WC平均晶粒度从表层到芯部呈逐渐增大,其芯部的平均晶粒度为表面的1.05~1.5倍。

2.根据权利要求1所述的用液相渗透法制备的粒度梯度硬质合金,其特征在于:所述合金的硬度表现为从表面到芯部呈逐渐降低,其表面硬度为芯部的1.03~1.2倍,且合金的硬度表现为从表面到芯部不存在Co梯度。

3.根据权利要求2所述的用液相渗透法制备的粒度梯度硬质合金,其特征在于:所述表层是指距试样的晶粒抑制剂涂抹面的距离不超过100μm的区域;所述芯部是指所含元素含量与Co含量的比值为所含元素/Co<0.75%的区域,或距晶粒抑制剂涂抹面的距离超过6mm的区域。

4.根据权利要求3所述的用液相渗透法制备的粒度梯度硬质合金,其特征在于:所述合金的表面至芯部之间的区域为粒度梯度层,该区域的所含元素含量与Co含量的比值为:0.75%<所含元素/Co<10%。

5.一种用液相渗透法制备的粒度梯度硬质合金的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

A.原料选取:

WC粉:为单一平均粒度的WC粉;

Co粉:为单一平均粒度的Co粉;

成型剂:为石蜡,聚乙二醇。

晶粒抑制剂:含Cr,V,Ta,Nb,Ti,Zr,Hf,Mo中一种或多种晶粒抑制剂元素的碳化物或氧化物;

B.混合料制备:按照Co含量占WC和Co总量的3.wt%~20.wt%配制所需混合粉末,经湿磨、干燥工序后制备WC-Co混合料,其中,在湿磨前或湿磨后掺入占WC、Co和成型剂总量的1~2wt.%的成型剂;

C.生坯制备:按照预先设定的要求将混合料压制成所需的形状的生坯;

D.晶粒抑制剂混合液制备:将含Cr,V,Ta,Nb,Ti,Zr,Hf,Mo中一种或多种晶粒抑制剂元素的碳化物或氧化物的粉末与水,酒精,聚乙二醇中一种或多种溶剂混合制备晶粒抑制剂混合液。其中含Cr,V,Ta,Nb,Ti,Zr,Hf,Mo中一种或多种晶粒抑制剂元素的碳化物或氧化物与溶液的比例范围为0.1~1.5g/ml;

E.附着:将步骤D中所制备的晶粒抑制剂混合液涂抹到步骤C所制备的生坯的需要实现粒度梯度的区域;

F.烧结:将涂抹有晶粒抑制剂的生坯进行高温烧结处理,从而获得粒度梯度硬质合金。

6.根据权利要求5所述的用液相渗透法制备的粒度梯度硬质合金的制备方法,其特征在于:所述高温烧结处理是在真空条件下烧结,其中,在900~1280℃之间的升温速度不高于2℃/min,烧结温度控制在1320~1550℃,保温时间控制在0.5~4h,烧结炉内压力保持在60~2000Pa。

7.根据权利要求5所述的用液相渗透法制备的粒度梯度硬质合金的制备方法,其特征在于:所述高温烧结处理是在过压条件下烧结,其中在900~1280℃之间的升温速度不高于2℃/min,烧结温度控制在1320~1550℃,保温时间控制在0.5~4h,烧结炉内Ar气分压保持在0.5~9.5MPa。

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