[发明专利]无粘结相细颗粒碳化钨基硬质合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种无粘结相细颗粒碳化钨基硬质合金的制备方法，包括以下步骤：步骤（1）、按照质量份数将500份WC混合粉、0.15‑0.50份炭黑和500‑1500份合金球置于实验机中干磨4‑10h，转速30‑72r/min，停机4h‑6h后取出混合粉末，真空干燥过筛制得无粘结相粉；步骤（2）、采用放电等离子烧结法烧结无粘结相粉，制得的产品硬度HRA≥95.4，密度≥15.30g/cm³，相对密度≥97.4%，无孔洞夹杂。本发明制得的制件具有优异的性能，无空洞、夹杂、η相，HRA≥95.4，密度≥15.30g/cm³（WC理论密度15.7g/cm³），相对密度≥97.4%，无孔洞夹杂，使用寿命和耐磨性得到明显提高。

技术领域

本发明属于合金技术领域，特别涉及一种无粘结相细颗粒碳化钨基硬质合金的制备方法。

背景技术

目前市场上生产的碳化钨基硬质合金主要由氢气烧结，负压烧结，热等静压烧结（低压）等常规方法生产，这些常规方法生产出的硬质合金的钴含量相对较高（≥3%），由于钴含量的增加，会影响合金制件的硬度耐磨性（HRA≤94.2）和密度（密度≤15.10 cm³），因此生产硬质合金的使用寿也不长。并且这些常规生产方法具有生产周期长能耗高等缺点。

发明内容

本发明提供一种无粘结相细颗粒碳化钨基硬质合金的制备方法，以解，决现有技术中生产周期长能耗高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种无粘结相细颗粒碳化钨基硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤（1）、按照质量份数将500份WC混合粉、0.15-0.50份炭黑和500-1500份合金球置于实验机中干磨4-10h，转速30-72r/min，停机4h-6h后取出混合粉末，真空干燥过筛制得无粘结相粉；停机4h-6h防止干磨过程中产生的温度使物料氧化或自燃；

步骤（2）、采用放电等离子烧结法烧结无粘结相粉，制得的产品硬度HRA≥95.4，密度≥15.30g/cm³，相对密度≥97.4%，无孔洞夹杂。

进一步的，所述步骤（1）中的WC混合粉中包括WC粉和Cr₃C₂粉，其中按照质量百分比含有的Cr₃C₂≤1.0%。

进一步的，所述步骤（1）中合金球包括WC粉和Co粉，其中按照质量百分比WC粉：Co粉=96：4。

进一步的，所述步骤（1）中合金球的直径≤10mm。

进一步的，所述步骤（2）中首先将步骤（1）制得的无粘结相粉置于石墨模具内并墩实均匀，然后将石墨模具置于放电等离子烧结炉内，自上而下依次为上压头、上石墨垫块、石墨模具、下石墨垫块和下压头，将装有样品粉的石墨模具采用碳毡包裹，启动放电等离子烧结炉，先进行5KN预压，预压好后启动烧结程序进行烧结。

进一步的，所述步骤（2）中烧结的温度变化为：由室温升温至420℃，随后经15min温度自420℃升至1550℃-1600℃，再经7min温度自1550℃-1600℃升至1800℃-1850℃，最后保温≤30min。

进一步的，所述步骤（2）中烧结的同时压制压力≤50MPA。

进一步的，所述步骤（2）中无粘结相粉在模腔包有石墨纸的等静压石墨模具中压制。