[发明专利]一种高硬度复合硬质合金及其制备方法与应用

说明书

本发明属于合金材料技术领域，公开了一种高硬度复合硬质合金及其制备方法和应用。该复合硬质合金是由以下按质量百分比计的组分组成：氧化镁5‑15％，氧化铝5‑15％，添加剂5‑10％，余量为碳化钨。本发明制备过程中采用两次烧结方式，通过第二次烧结，在烧结锻造技术中，由粉末制成的预成形件，先烧结，然后在精密模子中热压或热锻，热锻的过程是超塑形变形，可赋予硬质合金新的致密机制，把密实度提高到100％，并使零件的性能得到显著改善。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，特别涉及一种高硬度复合硬质合金及其制备方法和应用。

背景技术

硬质合金是由高硬度难熔的金属碳化物粉末(WC、TiC等)为主相，以过渡族金属钴、镍等作为粘结相，通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有高硬度、高强度、高韧性、耐磨损、耐高温和膨胀系数小等优良性能，故而被广泛地应用于切削、钻孔、采矿、工具成形及耐磨零件等领域。在硬质合金刀具切削领域，现有硬质合金刀具材料难以满足被加工工件的精度和表面粗糙度不断提高的要求，这就要求在现有硬质合金刀具材料的基础上，进一步改善硬质合金的硬度、韧性、强度、耐磨性等综合性能。

在类硬质合金中，对的润湿性极好，被视为理想的粘结相。但是金属非常稀有、且是不可再生的战略性资源。此外，当以Co作为粘结相时，会降低WC基硬质合金的红硬性。从而限制了WC基硬质合金的使用领域与使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种高硬度复合硬质合金；该复合硬质合金具有优异的硬度和高耐磨性。

本发明的又一目的在于提供一种上述高硬度复合硬质合金的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种上述高硬度复合硬质合金的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种高硬度复合硬质合金，该复合硬质合金是由以下按质量百分比计的组分组成：氧化镁5-15％，氧化铝5-15％，添加剂5-10％，余量为碳化钨；

所述添加剂由碳化钼、碳化硅、碳化钒、碳化铬、氧化钇和六硼化镧组成；以占复合硬质合金总质量的百分比计，碳化钼的质量百分比为 0.5-3％，碳化钒的质量百分比为0.5-3％，碳化硅的质量百分比为0.5-3％，碳化铬质量百分比为0.5-3％，氧化钇的质量百分比为0.5-3％，六硼化镧的质量百分比为0.5-3％。

优选的，所述复合硬质合金中添加剂的质量百分比为3-6％。

优选的，所述碳化钼、碳化硅、碳化钒、碳化铬、氧化钇和六硼化镧分别占复合硬质合金总质量的0.5-0.8％。

优选的，所述碳化钨、氧化镁、氧化铝、碳化钼、碳化硅、碳化钒、碳化铬、氧化钇和六硼化镧的粒度均小于或等于200nm，质量百分比纯度均大于或等于99.99％。

上述的一种高硬度复合硬质合金的制备方法，包括以下操作步骤：

S1、分别称取各组分并混合在一起，得到复合原料；向复合原料中加入正庚烷，使复合原料浸没于正庚烷中；再加入WC-6Co硬质合金研磨球，球磨复合原料12-72h，然后真空干燥2-8h；研磨球与复合原料的质量比为 5-10∶1；

S2、将干燥后的复合原料过100目筛，得过筛混合物；

S3、对过筛混合物进行锻造热压烧结；所述锻造热压烧结包括两次烧结：采用小尺寸模具对过筛混合物进行第一次烧结，取出第一次烧结获得的烧结体，放入大尺寸模具中进行第二次烧结，得到高硬度复合硬质合金。

步骤S3所述第一次烧结按照以下步骤：

(1)将过筛混合物装入内径30mm的石墨模具，置入煅烧炉中；