[发明专利]一种铁镍钴型碳化钨耐磨材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铁镍钴型碳化钨耐磨材料及其制备方法。本发明的铁镍钴型碳化钨耐磨材料为非均匀结构，钴镍成分较低，节约了价格昂贵的钴资源。其中，黏结相组元仅三种，相变较少，制备工艺过程容易控制，还综合了硬质相不同晶粒度下的力学性能，能使基体材料保持高耐磨性，发挥不同晶粒度碳化钨的优势性能，生产出兼具粗、细晶硬质合金优点的矿山工具。

技术领域

本发明属于耐磨材料技术领域，具体涉及一种铁镍钴型碳化钨耐磨材料及其制备方法。

背景技术

地矿工具利用钻压和自身旋转产生的冲击载荷破碎岩石。地矿工具的工作部位经受高频率冲击载荷的同时还受到扭转、弯曲、拉伸、压缩等多种复合应力的作用，并在高速回转、碰撞的工况下经受岩石、粉料和介质等工作介质的磨损与腐蚀。因此，要求地矿工具能够既有高的耐磨性以适应于破碎坚硬的岩石，又有足够的韧性以承受振动和冲击载荷。

随着科学技术和现代工业的高速发展以及基础设施建设的的全力推进，地矿钻探设备的运转速度越来越快，各类恶劣工况条件也越来越复杂，使得地矿工具的磨损消耗巨大。因此，耐磨材料的延寿和节能降耗已成为耐磨材料行业急需解决的重要课题。

硬质耐磨材料中，一般采用高硬度金属碳化物(如碳化钨、碳化钛、碳化铬等)或非金属氧化物(如氧化铝、氧化锆等)为硬质相耐磨颗粒，以金属或合金材料为黏结相。在目前使用的硬质耐磨材料中，大多采用碳化钨-钴系硬质合金，而钴资源较少，随着近年来新能源电池行业对钴金属的巨大需求，寻找无钴或少钴黏结相的碳化钨基硬质耐磨材料十分迫切。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种铁镍钴型碳化钨耐磨材料。

本发明还提供了上述铁镍钴型碳化钨耐磨材料的制备方法。

本发明的第一方面提供了一种铁镍钴型碳化钨耐磨材料，由硬质相粉末和黏结相粉末制备得到，所述硬质相粉末包括粗晶粒度碳化钨颗粒和细晶粒度碳化钨颗粒，所述粗晶粒度碳化钨颗粒的晶粒度≥20μm，所述细晶粒度碳化钨颗粒的晶粒度≤3μm，所述黏结相粉末包含以下重量份计的组分：

铁粉：55～75份，

镍粉：15～25份，

钴粉：10～20份。

根据本发明的一种实施方式，所述粗晶粒度碳化钨颗粒与所述细晶粒度碳化钨颗粒的质量比为(1/9～9)：1。

根据本发明的一种实施方式，所述硬质相粉末的氧含量≤0.5％。

根据本发明的一种实施方式，所述黏结相粉末的氧含量≤0.5％。

本发明的第二方面提供了制备上述铁镍钴型碳化钨耐磨材料的方法，包括以下步骤：

S1：将所述细晶粒度碳化钨颗粒与铁粉、镍粉和钴粉混匀，加入球磨介质进行第一次高能球磨，得到料浆；

S2：将所述粗晶粒度碳化钨颗粒加入步骤S1得到的料浆中，进行第二次高能球磨；

S3：将步骤S2得到的物料进行第一次干燥筛分后，加入橡胶溶液混匀；

S4：将步骤S3得到的物料进行第二次干燥筛分后，得到混合料；

S5：将步骤S4得到的混合料压制成型后烧结，随炉冷却即得所述的铁镍钴型碳化钨耐磨材料。

根据本发明的一种实施方式，步骤S1中，所述第一次高能球磨的时间为12～24h。

根据本发明的一种实施方式，步骤S1中，所述第二次高能球磨的时间为6～12h。

根据本发明的一种实施方式，步骤S1中，球磨介质为无水乙醇。