[发明专利]一种以WC-6Co复合粉末为原料制备高性能硬质合金的方法

权利要求书

1.一种以WC-6Co复合粉末为原料制备高性能硬质合金的方法，其特征在于：以WC-6Co复合粉末为原材料，添加钴粉和抑制剂，经酒精湿磨、真空加热干燥后，再掺成型剂压制成型，最后经真空干燥、压力烧结，即制得高性能硬质合金；具体包括以下步骤：

1)配料酒精湿磨：

取WC晶粒度≤200nm、Co质量含量为6％的纳米WC-6Co复合粉末216～240kg，加入可倾斜式滚动球磨机中，再加入FSSS粒度0.95μm的Co粉0～24kg ，然后添加晶粒长大抑制剂0.4～1.2 kg VC和1.2～2.32kg Cr₃C₂，再加入20～80kg 酒精，最后添加球磨棒Φ5.5×14.4mm、Φ7.3×15.6mm、Φ8.5×16.3mm、Φ9.5×16.7mm、Φ10.5×17mm共1200kg，球磨10～48h，得球磨料浆；

2)真空加热干燥：

将步骤1)得到的球磨料浆过325目筛网，所得过筛料浆加入到真空干燥器中进行干燥，干燥温度控制在75～90℃、干燥时间为3～6h、真空度控制在0.02～0.06MPa ，得干燥物料；

3)掺成型剂：

取50kg步骤2)得到的干燥物料加入快速干燥入蜡混合搅拌机中，再加入熔化50℃的1.5～4kg石蜡、0.5kg白油和5000mL正己烷，在65～80℃抽真空搅拌干燥1～2h，得掺成型剂物料；

4)过筛制粒：

将步骤3)得到的掺成型剂物料过40～60目筛网，所得过筛粉末加入到滚筒制粒机中，加入0.5～1.5kg 纯水，进行制粒，得物料颗粒；

5)压制成型：

将步骤4)得到的物料颗粒50kg加入卧室挤压机中，抽真空至100Pa以下，然后分段加压至24～26MPa ，再保压300～800s ，挤出获得直径Φ≦32mm的毛坯棒材；

所述分段加压的工艺过程为：

第一阶段：加压至0～6MPa，保压20～40s ；

第二阶段：加压至7～12MPa，保压30～100s ；

第三阶段：加压至13～20MPa，保压80～160s ；

第四阶段：加压至21～23MPa，保压100～400s ；

第五阶段：加压至24～26MPa，保压300～800s ；

6)真空干燥：

将步骤5)挤压获得的毛坯棒料在卧室真空干燥炉中进行梯度干燥，干燥温度≤90℃、真空度≤100kPa 、干燥时间48～240h；

所述梯度干燥的工艺过程为：

从室温升至20℃，升温时间10～60min，保温18～90h；从20℃升至35℃，升温时间10～60min，保温1～6h；从35℃升至45℃，升温时间10～60min，保温1～6h；从45℃升至55℃，升温时间10～60min，保温1～6h；从55℃升至65℃，升温时间10～60min，保温1～6h；从65℃升至75℃，升温时间10～60min，保温1～6h；从75℃升至85℃，升温时间10～60min，保温1～6h；从85℃升至90℃，升温时间10～60min，保温12～110h；

7)压力烧结：

将步骤6)真空干燥后的毛坯棒材置于压力烧结炉中进行分段加压烧结，即获得高性能硬质合金棒材；

所述分段加压烧结分为脱蜡烧结、真空烧结、分压烧结和压力烧结共四个阶段，各阶段工艺过程如下：

脱蜡烧结：从室温升至280℃，升温时间80～150min；从280℃升至300℃，升温时间30～120min；从300℃升至350℃，升温时间200～400min；从350℃升至420℃，升温时间180～240min；从420℃升至600℃，升温时间40～120min，保温10～60min；在脱蜡烧结过程中压力维持在1100～1500Pa ，脱蜡管温度65℃，充氩气80～120L/h；

真空烧结：从600℃升至900℃，升温时间60～150min，保温10～60min；从900℃升至1000℃，升温时间20～100min，保温10～60min；从1000℃升至1130℃，升温时间30～80min；从1130℃升至1200℃，升温时间5～45min，保温10～60min；从1200℃升至1300～1410℃，升温时间60～150min；在真空烧结过程中压力维持在0.01～0.1mbar；

分压烧结：温度维持在1300～1410℃，保温10～60min，在分压烧结过程中压力维持在1300～1800Pa，充氩气20～40L/h；

压力烧结：温度继续维持在1300～1410℃，充氩气升压至1～5MPa，升压时间20～60min，然后保温保压烧结10～100min。