[发明专利]一种含V-Cr的超细WC-Co硬质合金

说明书

为了改善WC‑Co硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种含V‑Cr的超细WC‑Co硬质合金。采用WC‑30Co超细高钴硬质合金为原料，VC及Cr₃C₂的添加能够抑制烧结过程中WC晶粒的长大，使得制备的硬质合金具有均匀的内部结构及更高的致密度。添加VC所制备的硬质合金比添加Cr₃C₂制备的硬质合金具有更优的力学性能，说明VC作为晶粒长大抑制剂的效果要比Cr₃C₂好。添加VC或Cr₃C₂能有效防止钴池、晶粒异常长大等缺陷。所制得的含V‑Cr的超细WC‑Co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超细WC‑Co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，尤其涉及一种含V-Cr的超细WC-Co硬质合金。

背景技术

硬质合金是由1种或多种高硬度、高模量的间隙化合物(通常是WC与过渡金属Fe、Co、Ni或其合金)组成的复合材料，WC-Co硬质合金因具有较高强度、抗冲击性以及较好的耐磨性，因此在刀具、耐磨零件、冷成型工具等领域具有广泛应用，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。

超细硬质合金是WC晶粒度≤0.5μm的硬质合金，这类合金因具有高强度和高硬度等优异性能而成为高效精密刀具的理想材质，也是硬质合金的发展方向。随着晶粒的长大，合金机械强度降低，粗大的WC晶粒还会导致合金断裂。因此，如何有效的解决超细WC-Co类硬质合金在烧结过程中的晶粒长大是研究的关键点。

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，设计了一种含V-Cr的超细WC-Co硬质合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

含V-Cr的超细WC-Co硬质合金的制备原料包括：WC-30Co超细高钴硬质合金。

含V-Cr的超细WC-Co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，配好后倒入球磨机中进行球磨，球磨介质为酒精，球磨机转速为150r/min，球料比为12：1，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为80min，干燥温度为30℃，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末加至成型机中进行压制成形，压制压力为180MPa。将制好的压坯放入管式炉中烧结，烧结温度为1250℃，保温时间为180min。烧结完成后，将制得合金试样立刻放入水中淬火，冷却速率达70℃/s，以保留WC-Co硬质合金烧结态组织。

含V-Cr的超细WC-Co硬质合金的检测步骤为：显微组织通过SIRI200场发射扫描电镜观察，物相组成利用J8230电子探针X线显微分析仪进行分析，WC/Co界面结构的观察需将试样经粗磨、精磨、抛光，制成厚度为10μm的薄片，在离子减薄仪上将小薄片减薄穿孔，然后在Tecnai20高分辨率透射电镜下观察。

所述的含V-Cr的超细WC-Co硬质合金，VC及Cr₃C₂的添加能够抑制烧结过程中WC晶粒的长大，使得制备的硬质合金具有均匀的内部结构及更高的致密度。添加VC所制备的硬质合金比添加Cr₃C₂制备的硬质合金具有更优的力学性能，说明VC作为晶粒长大抑制剂的效果要比Cr₃C₂好。添加VC或Cr₃C₂能有效防止钴池、晶粒异常长大等缺陷。