[发明专利]一种WC-6Co超细硬质合金

说明书

为了改善WC‑Co硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种WC‑6Co超细硬质合金。采用WC粉末、类球形钴粉为原料，合金中的碳元素含量与烧结炉内烧结气氛中的碳元素含量差距也是一个影响硬质合金性能的重要因素。合金中的碳元素含量与烧结炉内烧结气氛中的碳元素含量需要控制在一个合适的范围内，使得硬质合金内部既能产生适当的液相钴迁移，又使其迁移的活性不会在硬质合金表面产生复钴现象。所制得的WC‑6Co超细硬质合金，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的WC‑Co超细硬质合金提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种WC-6Co超细硬质合金。

背景技术

WC-Co硬质合金兼具良好的韧性、硬度、耐磨性等综合性能，被广泛应用于矿用、切削、模具等各个领域，已成为现代社会不可缺少的重要材料。WC-Co硬质合金被誉为“工业的牙齿”，如何有针对性的依用途研究或开发高性能材料是该领域的研究热点。在粘结相含量一定的情况下，当WC晶粒度减少到1.0μm以下时，硬质合金的硬度、强度均有提高，应用领域更为广泛。

超细WC-Co硬质合金具有比普通WC-Co硬质合金更高的硬度、更好的耐磨性、更高横向断裂强度以及更良好的断裂韧性等优越性能，被广泛应用于金属切削加工、耐磨零件等领域，具有巨大的市场需求。制备超细晶WC-Co硬质合金的关键在于：成分均匀、结构可控的超细/纳米晶WC-Co复合粉末的制备。

发明内容

本发明的目的是为了改善WC-Co硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种WC-6Co超细硬质合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

WC-6Co超细硬质合金的制备原料包括：WC粉末，纯度99.92%、费氏粒度为1.03μm的类球形钴粉。

WC-6Co超细硬质合金的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入高能球磨机中进行湿磨，球磨介质为己烷，研磨体为直径20mm的硬质合金球，球磨机转速为70r/min，球料比为6：1，球磨时间为50h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末加至万能试验机中进行压制成形，压制压力为180MPa。将制好的压坯置于模具中放入脱蜡-真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为1400℃，保温时间为140min。

WC-6Co超细硬质合金的检测步骤为：钴磁强度采用D6025型钴磁仪测量，试样中的钴含量采用PIONEERX射线荧光光谱仪检测，表面形貌采用EV2515型影像测量仪取像，表面形貌及元素能谱分析采用JSM-5500LV扫描电子显微镜。

所述的WC-6Co超细硬质合金，合金内部的液相钴分布对于硬质合金的性能有着重要的影响，在硬质合金内部存在着较大的液相迁移力，所以在硬质合金的制备过程中，液相钴的迁移较为明显。经过分析，液相钴的活跃迁移是由于合金中的碳元素含量与烧结炉内烧结气氛中的碳元素含量差距较大。

所述的WC-6Co超细硬质合金，合金中的碳元素含量与烧结炉内烧结气氛中的碳元素含量差距也是一个影响硬质合金性能的重要因素。过高则会造成活跃的液相钴迁移，造成硬质合计的表面产生富钴现象，过低则会造成液相钴的迁移活力不够，造成硬质合金表面产生贫钴现象。两种现象都会在硬质合金的表面产生杂质元素的吸附，导致硬质合金力学性能的降低。

所述的WC-6Co超细硬质合金，合金中的碳元素含量与烧结炉内烧结气氛中的碳元素含量需要控制在一个合适的范围内，使得硬质合金内部既能产生适当的液相钴迁移，又使其迁移的活性不会在硬质合金表面产生复钴现象。

本发明的有益效果是：