[发明专利]一种三相结构硬质合金及其制备方法

说明书

一种三相结构硬质合金及其制备方法，其特征在于中粘结相硬质合金分布在低粘结相硬质合金的球形颗粒表面，高粘结相硬质合金分布在中粘结相硬质合金颗粒表面；粘结相硬质合金重量比62~85%，中粘结相硬质合金重量比5~18%，高粘结相硬质合金重量比10~20%；低粘结相硬质合金磁饱和145~160emu/g；中粘结相硬质合金磁饱和140~155emu/g；高粘结相硬质合金磁饱和135~150emu/g；将低粘结相硬质合金粉料和中粘结相硬质合金粉料干混合制粒；再加入高粘结相硬质合金粉料干混合制粒；低压烧结得三相结构硬质合金。本发明用于油用柱齿合金，其在晶粒结构上呈三层结构，在不断齿前提下耐磨性高。

技术领域

本发明属于工具材料领域，具体涉及一种三相结构硬质合金及其制备方法，本发明的三相结构硬质合金适用于油用柱齿。

背景技术

一般的WC-Co硬质合金是以碳化钨粉末为主材料，钴粉为粘接剂的合金。钴含量和碳化钨粒度决定了合金的硬度和韧性。通常钴含量低，硬度高，耐磨性高，韧性低；反之则相反。在相同钴含量的条件下，碳化钨的粒度对硬度、韧性会带来一定的影响，碳化钨粒度越小，硬度越高，耐磨性越高，韧性越低；反之相反。

现有普通硬质合金的韧性和耐磨性是一对矛盾。为解决此矛盾，中国专利CN101787479A公开了一种网状结构硬质合金的制备方法，该合金钴含量为4.2~7.5%，硬度为HRA88.5~91.0，用于矿用凿岩、钻探领域，不适用于矿用、油用牙轮钻头领域。该专利制备方法为硬质合金团粒和基体料浆混合，容易出现混合不均、团粒粒子破碎而导致蜂窝结构不显著问题。此外，上述专利没有涉及到团粒、基体磁饱和差别，可能会造成团粒、基体中钴的均匀化，从而降低蜂窝合金性能。美国专利US5880382公开了一种网状结构硬质合金，该合金是纯钴或合金基体上分布着硬质合金团粒，适用于高韧性的油田开发，但耐磨性较低，不适用于矿用合金领域。

发明内容

本发明目的是提供一种三相结构硬质合金及其制备方法，其钴的重量百分含量为6.5~16%，硬度HRA为86.0~90.8，用于油用柱齿合金，在不断齿的前提下，可解决普通硬质合金耐磨性不够的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三相结构硬质合金，所述三相结构硬质合金由低粘结相硬质合金、中粘结相硬质合金以及高粘结相硬质合金三种组分构成，在所述三相结构硬质合金中，所述低粘结相硬质合金所占重量百分比为62~85%，所述中粘结相硬质合金所占重量百分比为5~18%，所述高粘结相硬质合金所占重量百分比为10~20%；

其中，所述低粘结相硬质合金的WC晶粒度<所述中粘结相硬质合金的WC晶粒度<所述高粘结相硬质合金的WC晶粒度；从晶粒结构上看，所述低粘结相硬质合金呈球形颗粒分布，所述中粘结相硬质合金分布在低粘结相硬质合金的球形颗粒表面，所述高粘结相硬质合金分布在中粘结相硬质合金的颗粒表面；所述三相结构硬质合金的密度为13.90~14.95g/cm³，硬度HRA为86.0~90.8，矫顽磁力为65~155 Oe；

所述低粘结相硬质合金的粘结相Co的重量百分含量为6~14%，TaC小于1%，余量为WC，磁饱和为145~160emu/g；

所述中粘结相硬质合金的粘结相Co的重量百分含量为9~16%，TaC小于1%，余量为WC，磁饱和为140~155emu/g；

所述高粘结相硬质合金的粘结相Co的重量百分含量为12~20%，TaC小于1%，余量为WC，磁饱和为135~150emu/g。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述低粘结相硬质合金的晶粒度为2~2.8μm，密度为14.10~15.00g/cm³，硬度HRA为87.2~91.0。