[发明专利]一种含铈的YG6硬质合金

说明书

目的是为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种含铈的YG6硬质合金。采用硝酸钙，硝酸铈及APT粉末为原料，含铈的YG6硬质合金，杂质元素能够使制得的硬质合金力学性能下降，其在烧结过程中会形成富集相，使硬质合金内部成分产生偏析，导致硬质合金的致密化程度降低，力学性能因此而降低。所制得的含铈的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，尤其涉及一种含铈的YG6硬质合金。

背景技术

硬质合金是利用粉末冶金的方法，以WC、TiC、TaC等难熔化合物为基体，以过渡族金属为粘结金属制备而成的合金。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。在硬质合金的具体应用中，主要考察其硬度、耐磨性、韧性能否满足需求。一般来说，硬质合金的耐磨性和韧性是相互矛盾的：提高耐磨性通常会导致韧性的降低，而韧性的提高又会导致耐磨性的降低。

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硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种含铈的YG6硬质合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

含铈的YG6硬质合金的制备原料包括：硝酸钙，硝酸铈及APT粉末。

含铈的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，配好后倒入高能球磨机中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为70r/min，球料比为8:1，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料加至管式电阻炉中进行高温氢还原反应制备符合要求的WC粉末，随后进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃。将制好的粉末压制成直径为50mm、高度为4mm的试样，压制压力为180MPa。将制好的压坯放入高温烧结炉中进行烧结，烧结温度为1460℃，保温时间为90min。

含铈的YG6硬质合金的检测步骤为：密度采用阿基米德排水法测试合金，硬度采用HX100A数字式智能显微硬度计测定，断裂韧性采用压痕法测定，显微形貌采用Nano450场发射扫描电镜及牛津能谱仪分析，物相组成采用D8X射线衍射仪分析。

所述的含铈的YG6硬质合金，稀土元素的添加能够提升硬质合金的力学性能。其作用机理表现为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组织成分均匀、晶粒细小的特点。

所述的含铈的YG6硬质合金，杂质元素能够使制得的硬质合金力学性能下降，其在烧结过程中会形成富集相，使硬质合金内部成分产生偏析，导致硬质合金的致密化程度降低，力学性能因此而降低。

所述的含铈的YG6硬质合金，稀土元素的添加与氧化过程中所形成的富Ca相具有良好的交互作用，在制备硬质合金的APT原材料中添加稀土Ce可提高W粉和WC粉的质量，有利于制备高性能硬质合金。

本发明的有益效果是：

采用硝酸钙，硝酸铈及APT粉末为原料，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铈的YG6硬质合金。其中，稀土元素的添加因其能够抑制烧结过程中硬质合金晶粒的长大，因此能够提高制得的硬质合金的力学性能。所制得的含铈的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。

具体实施方式

实施案例1：