[发明专利]一种含Ce和Y的YG6硬质合金

说明书

为了改善YG6硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种含Ce和Y的YG6硬质合金。采用化学成分为钴粉含6%、各稀土添加量为2%、余量为碳化钨粉的硬质合金为原料，含Ce和Y的YG6硬质合金，稀土元素的添加能够抑制烧结过程中硬质合金晶粒的长大，使制得的硬质合金具有均匀的内部结构，晶粒尺寸细小。稀土元素的添加能够提高硬质合金磁性能，合金钴磁和矫顽磁力最大增幅分别达19%和37%。所制得的含Ce和Y的YG6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YG6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Ce和Y的YG6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硬质合金以其硬度高、红硬性高、抗压强度高、耐磨性好，耐蚀性与抗氧化性良好，广泛应用于切削刀具、矿用工具、模具、量具、耐磨零件以及机械密封等工业领域，被称为“现代工业的牙齿”。 硬质合金属于脆性材料，硬度和强度即耐磨性和韧性之间的矛盾一直是困扰其发展的主要因素。

YG6钨钢，为一种钨钴类材料。使用强度及冲击韧度较好，耐磨性较好。 应力不大条件下的拉深模，适于拉制直径<20mm的钢。非铁金属丝及其线材或棒材，也用于控制<10mm的管材。

发明内容

本发明的目的是为了改善YG6硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种含Ce和Y的YG6硬质合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

含Ce和Y的YG6硬质合金的制备原料包括：化学成分为钴粉含6%、各稀土添加量为2%、余量为碳化钨粉的硬质合金。

含Ce和Y的YG6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，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为70r/min，球料比为7:1，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50min，干燥温度为40℃，随后加入石蜡作为成形剂进行制粒。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。将制好的压坯放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为1460℃，保温时间为90min。

含Ce和Y的YG6硬质合金的检测步骤为：抗弯强度采用三点抗弯法测定，密度采用阿基米德排水法测定，硬度采用H50A洛氏硬度计和Dura50全自动维氏硬度计测定，断裂韧性采用压痕法测定，矫顽磁力和钴磁采用MAT96型矫顽磁力测量仪和MAT97MS型钴磁测量仪检测，断口形貌采用NovaSEM450场发射扫描电镜及牛津能谱仪观察，物相分析采用D8X射线衍射仪。

所述的含Ce和Y的YG6硬质合金，稀土元素的添加能够抑制烧结过程中硬质合金晶粒的长大，使制得的硬质合金具有均匀的内部结构，晶粒尺寸细小。稀土元素的添加能够提高硬质合金磁性能，合金钴磁和矫顽磁力最大增幅分别达19%和37%。

所述的含Ce和Y的YG6硬质合金，添加白钨制备的YG6合金性能优于黑钨制备的YG6合金性能。

所述的含Ce和Y的YG6硬质合金，稀土与杂质元素形成的化合物量少且分布随机，较难用X射线衍射分析和透射电镜选区电子衍射技术确定具体物相。

本发明的有益效果是：

采用化学成分为钴粉含6%、各稀土添加量为2%、余量为碳化钨粉的硬质合金为原料，经过配料、球磨、干燥、制粒、成形、烧结工艺成功制备了具有优异力学性能的含Ce和Y的YG6硬质合金。其中，稀土元素的添加能够抑制烧结过程中硬质合金晶粒的长大，使制得的硬质合金具有缺陷少、晶粒尺寸均匀的优点。所制得的含Ce和Y的YG6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YG6硬质合金提供一种新的生产工艺。