[发明专利]一种梯度结构硬质合金球齿及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度结构硬质合金球齿，其由WC、Co和晶粒长大抑制剂制成；所述硬质合金球齿包括齿顶层、扩散层和基体下层，其中，所述晶粒长大抑制剂在齿顶层、扩散层和基体下层中的含量逐步降低。

2.根据权利要求1所述的硬质合金球齿，其特征在于，所述WC的晶粒度在齿顶层、扩散层和基体下层中依次增加。

3.根据权利要求1或2所述的硬质合金球齿，其特征在于，所述扩散层的厚度不小于2mm。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的梯度结构硬质合金球齿，其特征在于，所述晶粒长大抑制剂选自Cr₃C₂、VC、TaC、NbC和ZrC中的一种或多种；优选选自NbC、VC和TaC中的一种或多种。

5.一种制备如权利要求1-4中任意一项所述硬质合金球齿的方法，其包括以下步骤：

S1，利用Co粉、晶粒长大抑制剂粉末和WC粉，分别配制上层混合料的原料和下层混合料的原料；其中，所述上层混合料的原料中晶粒长大抑制剂粉末的含量大于所述下层混合料的原料中晶粒长大抑制剂粉末的含量；

S2，在所述上层混合料的原料和下层混合料的原料中掺入成型剂，然后分别进行湿磨、过筛和干燥后制得上层混合料和下层混合料；

S3，将所述下层混合料和上层混合料依次装入压制模具中，进行压制后得到球齿压坯，然后对所述球齿压坯进行压力烧结，获得所述梯度结构硬质合金球齿；优选地，所述压力烧结的温度为1350-1600℃。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述上层混合料的原料组成为：5～20wt％的Co粉，0.4～10wt％的晶粒长大抑制剂粉末，余量为WC粉；所述下层混合料的原料组成为5～20wt％的Co粉，0～3wt％晶粒长大抑制剂粉末，余量为WC；优选地，所述上层混合料的原料中晶粒长大抑制剂粉末的含量为2～8wt％；所述下层混合料的原料中晶粒长大抑制剂粉末的含量为0～2wt％。

7.根据权利要求5-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述下层混合料的体积不大于所制得的球齿压坯的球冠体积的1/2。

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述上层混合料与下层混合料的质量比为1:(5-25)；优选为1:(10-20)。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述Co粉的粒度为1～3μm，WC粉的粒度为1.5～15μm，晶粒长大抑制剂粉末的粒度为1～3μm。

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述湿磨的球磨介质为酒精，优选地，所述酒精的添加加量为200～350ml/kg；和/或所述湿磨的球料比为2:1～5:1，湿磨的转速为50～200转/分钟，湿磨的时间为20～40小时。