[发明专利]一种强韧性超耐磨硬质合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬质合金，尤其是涉及一种强韧性超耐磨硬质合金及其制造方法。

背景技术

硬质合金是以WC、TiC或二者形成的复式碳化物为硬质相，以Co、Mo、Ni为粘结相，经高温液相烧结而成的硬质材料，硬质合金刀具、工模具、耐磨零件在机械、冶金、采矿、石油、电子等行业具有广泛的应用，因其有很高的硬度、耐磨性、耐热性、耐腐蚀等和较稳定的化学性能，故被称用“工业的牙齿”。随着现代化工业的迅猛发展，人们对硬质合金性能提出了越来越高的要求。然而传统的硬质合金的硬度越高其韧性越差，使硬质合金应用受到了一定的限制。

发明内容

本发明一种强韧性超耐磨硬质合金及其制造方法，使得用本方法制得的硬质合金耐磨性和韧性增加。

为达到上述目的，本发明技术方案如下：

一种强韧性超耐磨硬质合金，配料按质量百分比包括：

Co 3.0％～5.0％、VC 0.6％～1.0％、(Ta,Nb)C 4.0％～8.0％、

B₄C 5.0％～7.0％、羰基Ni 0.4％～0.8％、Mo₂C 0.4％～0.8％以及余量WC；

且上述配料碳平衡值为+0.17％～+0.21％。

优选的，所述WC选用HCP值为(39.5～41.5)KA/m的超细晶粒WC粉。

一种强韧性超耐磨硬质合金的制造方法，包括以下步骤：

1)配料：将超细晶粒WC粉、超细Co粉、超细VC、超细(Ta,Nb)C、超细B₄C、羰基Ni粉以及Mo₂C按比例进行混合。

2)球磨：以酒精作球磨介质，液固比500ml/kg，球料比4.6：1，球磨96小时。

3)干燥、制粒：通过喷雾干燥制粒制得混合料。

4)压模成型；包括模压成型、挤压成型、注射成型。

5)烧结：用低温渗碳-低压烧结法，得到样品。

优选的，所述步骤1)中，超细晶粒WC粉的HCP值为(39.5～41.5)KA/m。

优选的，所述步骤1)中，超细晶粒WC粉粒径为0.25～0.35μm，超细Co粉粒径为0.3～0.6μm，超细VC粒径为0.2～0.8μm、超细(Ta,Nb)C粒径为0.4～1.0μm，超细B₄C粒径为0.4～1.0μm，羰基Ni粉粒径为0.4～1.0μm，Mo₂C粒径为0.2～0.8μm。

优选的，所述步骤1)中，超细Co粉质量百分比为3.0％～5.0％、超细VC质量百分比为0.6％～1.0％、超细(Ta,Nb)C质量百分比为4.0％～8.0％、超细B₄C质量百分比为5.0％～7.0％、羰基Ni粉质量百分比为0.4％～0.8％、Mo₂C质量百分比为0.4％～0.8％以及余量WC，并控制配料碳平衡值为+0.17％～+0.21％。

优选的，所述步骤5)中，低温渗碳-低压烧结法包括以下步骤：

31)装料；

32)抽真空；

33)升温至300～500℃保温1～3小时；

34)升温至1100～1300℃保温0.5～2小时；

35)1330～1350℃低温渗碳0.5～2小时；

36)升温至最终烧结温度1400～1420℃；

37)充Ar加压，压力为5～10Mpa，保温加压0.5～2小时；

38)降压冷却，卸料。

本发明中利用较细的WC为原料粉，同时添加适当比例的晶粒长大抑制剂，同时采用低温渗碳-低压烧结这样就会保障样品烧结后仍能保持较小的晶粒尺寸；材料中利用超细的Co粉，其活性比普通粒径的Co粉具有更高的活性，使烧结更容易致密化；添加硬度较WC大的B₄C，使得硬质合金具有更高的硬度，从而能提高硬质合金的耐磨性；粘结剂中添加一定含量的羰基Ni粉有助于材料韧性的提高，从而弥补了添加B₄C而造成的韧性的降低。