[发明专利]一种致密轻质硬质合金及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及金属材料技术领域，第一方面提供了一种致密轻质硬质合金，包括如下组分：74‑78重量份的碳化钨、37‑39重量份的碳化钛、7‑9重量份的粘接剂和2‑4重量份的抗腐蚀剂；所述碳化钨由钨粉碳化制得，所述钨粉按晶粒度大小分为第一级单晶钨粉和第二级单晶钨粉，所述第一级单晶钨粉的晶粒度为2微米‑2.2微米，所述第二级单晶钨粉的晶粒度为0.1微米‑0.3微米；所述碳化钛由钛粉碳化制得，所述钛粉的晶粒度为4微米‑6微米；第二方面提供了上述致密轻质硬质合金的制备方法；第三方面提供了上述致密轻质硬质合金的应用；本发明所提供的致密轻质硬质合金能够使得重量与致密性相互协调，在拥有较小重量的前提下还具备足够高的致密性，保证了硬质合金的应用范围。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体而言，涉及一种致密轻质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。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作密封制件和刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。

目前市面上的硬质合金的重量与致密性难以协调，重量小则致密性不高，致密性高则重量大，使得硬质合金的应用范围受限，并且，致密性不高容易使得所制成的金属制件在使用的过程中，当其受到较大的外部冲击力时，由于振动的原因，金属制件的内部产生裂缝，从而造成金属制件从内部开始发生断裂。

申请内容

本发明的目的在于提供一种致密轻质硬质合金，并且同时提供了其制备方法和应用，该致密轻质硬质合金能够使得重量与致密性相互协调，在拥有较小重量的前提下还具备足够高的致密性，保证了硬质合金的应用范围。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供了一种致密轻质硬质合金，以重量份计，包括如下组分：74-78重量份的碳化钨、37-39重量份的碳化钛、7-9重量份的粘接剂和2-4重量份的抗腐蚀剂；

所述碳化钨由钨粉碳化制得，所述钨粉按晶粒度大小分为第一级单晶钨粉和第二级单晶钨粉，所述第一级单晶钨粉的晶粒度为2微米-2.2微米，所述第二级单晶钨粉的晶粒度为0.1微米-0.3微米；

所述碳化钛由钛粉碳化制得，所述钛粉的晶粒度为4微米-6微米。

本发明第二方面提供了上述致密轻质硬质合金的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备晶粒度不同的钨粉

以仲钨酸铵为原料煅烧得氧化钨，将所得氧化钨进行氢还原反应得到钨粉；

在氧化钨进行氢还原反应阶段通过加入不同添加剂分别得到晶粒度不同的第一级单晶钨粉和第二级单晶钨粉，然后将所述第一级单晶钨粉与第二级单晶钨粉按质量比进行复配；

S2、制备钛粉

将二氧化钛进行氢还原得到钛粉；

S3、制备碳化钨粉和碳化钛粉

将步骤S1所得复配后的钨粉经配碳、球磨混料后加热，得到碳化钨粉；

将步骤S2所得钛粉经配碳、球磨混料后加热，得到碳化钛粉；

S4、制备致密轻质硬质合金

将步骤S3所制得的碳化钨粉和碳化钛粉与粘接剂和抗腐蚀剂混合后经球磨、干燥、成型、烧结以及后处理制得致密轻质硬质合金；