[发明专利]一种表面硬化的梯度硬质合金及其制备方法

权利要求书

1.一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，由以下质量百分比的各组分烧结而成：5‐15％的TiC，2‐5％的TaC，10‐15％合金粘结相，余量为WC；所述合金粘结相由以下质量百分比的粉体组成：0.5‐5.5％的Cr，0.5‐5.5％的Mo，0.5‐5.5％的B，0.5‐5.5％的Al，0.5‐5.5％的V，0.5‐5.5％的Y，0.5‐5.5％的Si，余量为Co，且合金粘结相中Cr、Mo、B、Al、V、Y和Si的质量之和为合金粘结相质量的7‐20％；

所述表面硬化的梯度硬质合金，其制备方法包括以下步骤：

S1、制备合金粘结相：按质量百分比分别称取Cr、Mo、B、Al、V、Y、Si、Co八种粉体，将八种粉体混合均匀，得合金粘结相；

S2、制备坯料：按质量百分比分别称取合金粘结相、TiC、TaC、WC四种组分，四种组分组成原料粉体；按原料粉体总质量的1.5‐2.5％称取石蜡，并将石蜡与原料粉体混合均匀，得到坯料；

S3、压制坯体：将坯料压制成型，得坯体；

S4、烧结：将坯体置于烧结炉中，以5‐8℃/min的速度升温至1200‐1250℃，保温18‐22min，并保持10^‐3Pa以下的真空度；然后向烧结炉中充入氮气并以1‐3℃/min的速度升温至1420‐1450℃，保温55‐65min且保持0.2MPa以上的压强；接着再以2‐6℃/min的速度降温至1000‐1200℃，保温110‐130min，并保持0.2MPa以上的压强；再接着坯体随炉冷却，并保持0.2MPa以上的压强，制得表面硬化的梯度硬质合金。

2.根据权利要求1所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，所述合金粘结相由以下质量百分比的粉体组成：2％的Cr，2％的Mo，2％的B，2％的Al，2％的V，2％的Y，2％的Si，86％的Co。

3.根据权利要求2所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，由以下质量百分比的各组分烧结而成：10％的TiC，3％的TaC，12％的合金粘结相，75％的WC。

4.根据权利要求1所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，步骤S1中，将八种粉体置于球磨机中，用硬质合金研磨球球磨72小时，且每球磨1h就暂停球磨10min，得到合金粘结相。

5.根据权利要求1所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，步骤S2中，将原料粉体和石蜡置于球磨机中，并注入有机溶剂使原料粉体和石蜡浸没在有机溶剂中，球磨24h得浆料，使浆料干燥后得到坯料。

6.根据权利要求5所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，所述有机溶剂为四氯化碳或庚烷。

7.根据权利要求1所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，步骤S3中，先用压模机将坯料压制成型，得初坯体；再用冷等静压机进一步压制初坯体，得坯体。

8.根据权利要求7所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，步骤S3中，用冷等静压机进一步压制初坯体时，压强为200Mpa，时间为5min。

9.根据权利要求1所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，步骤S4前，还包括脱蜡和预烧结步骤，所述的脱蜡步骤是将坯体置于烧结炉中，在还原性或惰性气氛下，在500℃以下烧结30分钟，所述预烧结步骤是将坯体置于烧结炉中，在惰性气体气氛下，以1400℃烧结10min；坯体随炉冷却后精修坯体外形。