[发明专利]一种Cr2C3-Ni硬质合金的制备方法

说明书

本发明涉及粉末冶金领域，具体提供了一种Cr₂C₃‑Ni硬质合金的制备方法，配料后经湿磨、干燥、掺成形剂、压制成形、脱成型剂、烧结制得。本发明中，通过所述的特殊升温曲线以及期间的气流和流速的控制，能有效平衡脱、渗碳，提升烧结制得的产品的质量稳定。

技术领域

本发明涉及一种硬质合金的制备方法，具体涉及一种Cr₂C₃-Ni硬质合金的制备方法，具体为在烧结过程中进行碳量修正。

背景技术

硬质合金是以一种或多种高硬度、高模量的难熔金属碳化物(Ti C、Cr₂C₃) 为基体，以过渡族金属(Fe、Co、Ni等)或其他合金为粘结相而组成的一种多相复合材料。这种复合结构材料具有陶瓷的高硬度、高耐磨性、红硬性，又具有金属的较高强度和韧性；而这种特异的“双高”性能正是材料科研工作者所追求的目标。

硬质合金生产中质量控制的主要任务是使合金获得最佳的组织结构(即二相结构，不脱碳，不渗碳，相对磁饱和值在要求位置；晶粒度适度，均匀；孔隙度小；钴相分布均匀等)，最佳性能。

烧结是压制品在多种气体的气氛下，加热至适当的温度所发生的现象和过程。其使压制品发生一系列十分复杂的物理、化学变化其中最主要的变化是致密化和合金组织结构最终形成。

公开号为CN103660840A的中国专利文献公开了一种低载荷高速冲压精密模具用硬质合金的制备方法，通过所述步骤(1)第一次球磨之前补入炭黑或W 粉，按式：合金总碳修正量＝原料实际总碳含量-合金理论总碳含量-合金总碳量平衡修正值，合金总碳量平衡修正值为0.03％～0.07％；若合金总碳修正量为负数，则补入与合金总碳修正量等量的炭黑；若合金总碳修正量为正数，则补入合金总碳修正量÷0.0653的W粉。

现有技术的碳修正方法难于维持烧结过程中脱碳、渗碳的平衡，制备的硬质合金材料的性能不稳定。

发明内容

为解决现有硬质合金烧结过程中的脱碳、渗碳难于平衡而致的合金材料性能不稳定的技术问题，本发明提供了一种Cr2C3-Ni硬质合金碳修正烧结方法，旨在平衡烧结脱、渗碳，提升硬质合金性能。

一种Cr2C3-Ni硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)脱成型剂：配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型得到压制成型的坯体；将坯体置于一体化烧结炉中，以2～4℃/min的升温速率升至600～700℃后保温 25～35min，期间以35～45L/min的速率通入H2；完成脱脂步骤；

步骤(2)：修碳：

步骤(1)后，在900～1000℃下在35～45L/min的CH4∶H2＝1～2∶98～99的混合气氛下进行保温110～130min；

步骤(3)：真空及加压烧结：步骤(2)处理后，再在1390℃～1500℃加压烧结段40～100min，加压烧结的1～3MPa。

作为优选，步骤(1)中：将坯体置于一体化烧结炉中从室温以3℃/min的升温速率升至400℃后保温30min，期间以40L/min的速率通入H2；再以2℃/min的升温速率升至600℃保温80min，期间以40L/min的速率通入H2。

作为优选，步骤(2)中，CH4∶H2＝1∶99。

作为优选，步骤(2)中，流速为40L/min。

作为优选，步骤(2)中，在600～1000℃下在40L/min的CH4∶H2＝1∶99的混合气氛下进行碳量修正；随后再以3.2℃/min升温至1000～1200℃并在 40～80L/min的CH4∶H2＝1.5～2.5∶97.5～98.5的混合气氛下保温120min。