[发明专利]一种非均匀结构硬质合金辊环及其制备方法

权利要求书

1.一种非均匀结构硬质合金辊环，制备所述硬质合金的原料包括粘结相和硬质相，其特征在于，所述原料中粘结相的含量10~20wt%，硬质相的含量为80~90wt%；所述粘结相包括钴、镍和硼，所述硬质相为碳化钨，所述硬质合金的金相组织中，碳化钨平均晶粒度范围为3.4~4.2μm；所述硬质相包括粗、中、细三种晶粒度的碳化钨，其中，粗晶粒碳化钨的粒度范围为23~27μm，中晶粒碳化钨的粒度范围为10~12μm，细晶粒碳化钨的粒度范围为4~7μm；所述原料中粗晶粒碳化钨的含量为15~35 wt%，中晶粒碳化钨的含量为30~70 wt%，细晶粒碳化钨的含量为15~35 wt%；所述原料中钴、镍和硼的含量分别为3~10 wt%、3~10 wt%和0.2~0.4 wt%；

所述硬质合金辊环通过包含如下步骤的方法制得：步骤1、配料：选取碳化钨粉、钴粉、镍粉和硼粉，混合得到非均匀结构硬质合金辊环的原料；所述原料中钴粉、镍粉和硼粉的总含量为10~20wt%，余量为碳化钨粉；

步骤2、研磨：对所述原料进行研磨，得到混合料；

步骤3、压制：将所述混合料，压制成毛坯；

步骤4、烧结：将所述毛坯，放置于烧结炉中进行烧结，得到所述非均匀结构硬质合金辊环；

步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、将所述毛坯放置于刷有烧结隔黏材料的石墨板上；

步骤4.2、将载有所述毛坯的石墨板放入到烧结炉中，在1360~1410℃下进行真空烧结，然后降至室温；

步骤4.3、将载有所述毛坯的石墨板放入到烧结炉中，在1470~1520℃下，充压至55~80bar进行过压烧结，得到所述非均匀结构硬质合金辊环。

2.一种非均匀结构硬质合金辊环的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、配料：选取碳化钨粉、钴粉、镍粉和硼粉，混合得到非均匀结构硬质合金辊环的原料；所述原料中钴粉、镍粉和硼粉的总含量为10~20wt%，余量为碳化钨粉；

步骤2、研磨：对所述原料进行研磨，得到混合料；

步骤3、压制：将所述混合料，压制成毛坯；

步骤4、烧结：将所述毛坯，放置于烧结炉中进行烧结，得到所述非均匀结构硬质合金辊环；

步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、将所述毛坯放置于刷有烧结隔黏材料的石墨板上；

步骤4.2、将载有所述毛坯的石墨板放入到烧结炉中，在1360~1410℃下进行真空烧结，然后降至室温；

步骤4.3、将载有所述毛坯的石墨板放入到烧结炉中，在1470~1520℃下，充压至55~80bar进行过压烧结，得到所述非均匀结构硬质合金辊环；

其中，在得到的硬质合金的金相组织中，碳化钨平均晶粒度范围为3.4~4.2μm；在步骤1所述的原料中，所述碳化钨包括粗、中、细三种晶粒度的碳化钨，其中，粗晶粒碳化钨的粒度范围为23~27μm，中晶粒碳化钨的粒度范围为10~12μm，细晶粒碳化钨的粒度范围为4~7μm；

所述原料中粗晶粒碳化钨的含量为15~35 wt%，中晶粒碳化钨的含量为30~70 wt%，细晶粒碳化钨的含量为15~35 wt%；所述原料中钴粉的含量为3~10wt%；镍粉的含量为3~10wt%；硼粉的含量为0.2~0.4wt%。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、以石蜡为成型剂，将石蜡按所述原料的重量百分比1~3%加入到所述原料中，得到初始粉末原料；

步骤2.2、将无水乙醇与所述初始粉末原料按照液固比220~260mL/kg的比例进行混合，得到湿料；

步骤2.3、将所述湿料在球磨机中进行湿磨30~34小时，其中所述湿料进行研磨的球料比为2.5:1~3.5:1；

步骤2.4、卸料干燥，得到混合料。