[发明专利]一种含钴粗晶硬质合金

说明书

为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种含钴粗晶硬质合金。采用费氏粒度20μm的WC粉末和Co粉末为原料，含钴粗晶硬质合金，亚表面Co粘结相主要起牢固地把持WC颗粒骨架、不让产生WC颗粒的早期剥落，代之主要以粗WC颗粒破裂脱落而失效的作用；因而硬质合金的磨损系数K与WC硬质相的体积含量呈正比。所制得的含钴粗晶硬质合金，其硬度、磨损系数、耐冲击磨粒磨损性能都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的粗晶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，尤其涉及一种含钴粗晶硬质合金。

背景技术

硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料，如何有针对性地依用途研究或开发高性能材料是该领域的研究热点。WC-Co硬质合金由于其高硬度、高强度和高耐磨性等一系列优良性能而被广泛地应用在机械加工、矿山开采、军工及冶金等行业。人们不断地致力于改善硬质合金的综合性能，除超细/纳米晶外，还有高温中粗晶粒硬质合金、板状晶硬质合金等。

按照国际标准《硬质合金显微组织金相测定：第2部分碳化钨晶粒尺寸的测量》规定，超粗晶硬质合金是指WC截线晶粒度大于6.0μm的硬质合金。超粗硬质合金具有较高的红硬性及良好的抗热疲劳、抗热冲击性能，广泛应用于极端工况条件下的采矿、挖路及冲压模、冷镦模、轧辊等领域。这种工具材料因具有良好的韧性、抗热冲击性和耐磨性，非常适合冷热、软硬交替极端工况下的连续作业。

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，设计了一种含钴粗晶硬质合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

含钴粗晶硬质合金的制备原料包括：费氏粒度20μm的WC粉末和Co粉末。

含钴粗晶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90r/min，球料比为7:1，球磨时间为32h。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。将制好的压坯放入液相烧结炉中进行烧结，烧结温度为1460℃，保温时间为90min。

含钴粗晶硬质合金的检测步骤为：磨粒磨损试验采用ML10动载磨粒磨损试验机，质量采用精确度为0.1mg的分析天平上，表面形貌采用JSM7001型场发射扫描电镜分析，微观形貌采用场发射扫描电子显微镜观察，晶粒度采用截线法测量。

所述的含钴粗晶硬质合金，钴含量对硬质合金的力学性能有着较为重要的影响。随着钴含量的增加，硬质合金的磨损系数得到巨幅提升，由钴含量添加前的7.3×10^-7mm³/(N·m)增加到9.45×10^-5mm³/(N·m)，其耐冲击磨粒磨损性能也同样得到提升，提升幅度为20%左右。

所述的含钴粗晶硬质合金，其耐冲击磨料磨损机制以颗粒磨损为主，接触表面粗晶WC间的钴粘结相被棱角尖锐的SiC磨料磨损移除，然后硬质合金的耐磨性主要由表面的WC颗粒骨架承担。

所述的含钴粗晶硬质合金，亚表面Co粘结相主要起牢固地把持WC颗粒骨架、不让产生WC颗粒的早期剥落，代之主要以粗WC颗粒破裂脱落而失效的作用；因而硬质合金的磨损系数K与WC硬质相的体积含量呈正比。

本发明的有益效果是：