[发明专利]一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金及其制备方法和应用，属于镍基硬质合金技术领域。本发明中稀土复合铁钼强化镍基硬质合金不含Co元素，按质量份数计，包括以下制备原料：WC粉80～90份，Ni粉6～15份，Fe粉3～10份，Mo粉0.5～5份，稀土复合抑制剂粉末0.5～0.8份；稀土复合抑制剂粉末的制备原料为CeO₂粉、Y₂O₃粉、TaC粉和VC粉，所述CeO₂粉、Y₂O₃粉、TaC粉和VC粉的质量比为10～15：5～15：1～10：60～85。本发明利用配合稀土复合抑制剂净化晶界、细化晶粒的特性，结合Fe和Mo固溶强化作用，提高所得稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的硬度、抗弯强度。

技术领域

本发明涉及镍基硬质合金技术领域，尤其涉及一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金及其制备方法和应用。

背景技术

硬质合金是以难熔金属碳化物为硬质相，粘结金属作为粘结相，采用粉末冶金法制备而成。它结合了高硬度的难熔金属碳化物和较好塑性的粘结金属的优点，被广泛地应用于精密制造、勘探采掘等领域。一直以来，硬质合金中常见的硬质相主要是WC、TiC等，而金属钴因其对WC良好的润湿性和粘结性，使WC-Co硬质合金具有高的强度、硬度和耐磨性等一系列优异性能，在硬质合金领域有着突出的地位。然而，金属钴不仅在硬质合金领域需求较多，在新能源电池领域也有着很大的用量，使其价格波动大且易受到限制。

目前，国内外都在加紧进行新型代钴硬质合金的研发，虽然以Fe、Ni或其它中间化合物代钴作为粘结相降低了成本，但其力学性能与WC-Co硬质合金仍存在一定的差距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金及其制备方法和应用，本发明提供的稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的硬度和抗弯强度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种稀土复合铁钼强化镍基硬质合金，不含Co元素，按质量份数计，包括以下制备原料：

WC粉80～90份，Ni粉6～15份，Fe粉3～10份，Mo粉0.5～5份，稀土复合抑制剂粉末0.5～0.8份；

所述稀土复合抑制剂粉末的制备原料为CeO₂粉、Y₂O₃粉、TaC粉和VC粉，所述CeO₂粉、Y₂O₃粉、TaC粉和VC粉的质量比为10～15：5～15：1～10：60～85。

优选地，所述CeO₂粉、Y₂O₃粉、TaC粉和VC粉的粒度独立地≤2μm。

优选地，所述WC粉的纯度≥99.9％，粒度为10～15μm。

优选地，所述Ni粉、Fe粉和Mo粉的纯度独立地≥99.5％，粒度独立地为1～3μm。

本发明提供了上述技术方案所述稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

将稀土复合抑制剂粉末的制备原料混合后进行第一球磨，得到稀土复合抑制剂粉末；

将稀土复合铁钼强化镍基硬质合金的制备原料混合后进行第二球磨，之后依次进行压制成型、低压烧结和时效处理，得到稀土复合铁钼强化镍基硬质合金；所述低压烧结的温度为1300～1450℃，压力为5～8MPa。

优选地，所述压制成型为冷等静压成型，压制强度为80～160MPa。

优选地，所述低压烧结前还包括：对压制成型得到的成型件进行脱脂处理，所述脱脂处理在氢气保护条件下进行，所述脱脂处理的温度为200～500℃，时间为8～12h。