[发明专利]一种高耐磨硬质合金材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于合金技术领域，公开了一种高耐磨硬质合金及其制备方法和应用。本发明以TiC‑Ni基球形颗粒与WC‑Co基粉体组成的复合粉体为原料，采用低温保压法制备得到硬质合金。本发明中的硬质合金兼具耐磨性和韧性的优势，低温保压法能够实现合金内部的全致密化，并且有效控制WC、TiC晶粒在烧结过程中的长大，从而提高硬质合金的强度及耐磨性，本发明通过选择特定的制备原料以及制备方法，在制备原料和制备方法的共同作用下使得到的硬质合金具有高耐磨性和高韧性。

技术领域

本发明属于合金技术领域，特别涉及一种高耐磨硬质合金及其制备方法和应用。

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。硬质合金作为一类特殊工具材料已经广泛用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件，广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域。

申请号为201510541956.7的中国专利公开了一种硬质合金材料，所述硬质合金材料由以下重量百分比的组分组成：1～20％粘结相，80～99％硬质相，所述硬质相由WC和TiAlCN组成，所述WC占所述硬质合金材料的重量百分比为60～98.5％，所述TiAlCN占所述硬质合金材料的重量百分比为0.5～20％。现有技术提供的这种硬质合金能够使硬质相具有较高的硬度和抗氧化性能，能够提高制得的硬质合金工具的高温强度、硬度和韧性，TiAlCN硬质相还能够细化WC硬质相晶粒，提高硬质合金的硬度、强度和韧性；TiAlCN硬质相在硬质合金高温使用过程中，能够在工具表面能够形成致密氧化物保护膜，抗氧化温度达到800℃以上，并且抗硫化和抗各种介质腐蚀，硬质合金工具可在高温和恶劣的环境下工作。但是这种硬质合金的强度、硬度以及耐磨性仍然有待提高，以便使硬质合金更好的应用。

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耐磨硬质合金；该硬质合金具有较好的强度、硬度和高耐磨性。

本发明的又一目的在于提供一种上述高耐磨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耐磨硬质合金的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种高耐磨硬质合金，该高耐磨硬质合金是由体积比为10∶90-50∶50的TiC-Ni-Mo基球形颗粒与WC-Co基粉体组成；

所述TiC-Ni-Mo基球形颗粒包括以下按质量百分比计的组分：73～90wt％的TiC、2～15wt％的Ni、0.5～6wt％的Mo、0.5～2wt％的Cr₃C₂、0.5～2wt％的HfC、0.5～2wt％的TiB₂、0.5～2wt％的La；

所述WC-Co基粉体包括以下按质量百分比计的组分：70～85wt％的WC、10～20wt％的Co、0.5～5wt％的SiC、1～5wt％的Ni₃Al、0.5～1.5wt％的V、0.5～1.5wt％的Y、0.5～1.5wt％的La、0.5～1.5wt％的YB₆。

所述TiC-Ni-Mo基球形颗粒的粒度为5～100微米；所述TiC-Ni-Mo基球形颗粒是采用喷雾造粒法或者机械粉碎法造粒，然后通过预烧结至900-1000℃，保温30-60min，预烧结成型。

所述高耐磨硬质合金的断裂韧性高达18MPa·m^1/2，其耐磨性比结构均匀的常规金属陶瓷提高15-30％。

上述的一种高耐磨硬质合金的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)将TiC-Ni-Mo基球形颗粒与WC-Co基粉体装入内径50-100mm的石墨模具，置入煅烧炉中；