[发明专利]一种用亚细碳化钨生产超细晶硬质合金的生产工艺

说明书

本发明公开了一种用亚细碳化钨生产超细晶硬质合金的生产工艺，包括以下步骤：准备粒径为0.4‑0.6μm的原料WC粉末和包括C_o粉的晶粒长大抑制剂；将WC粉末和除C_o粉以外的晶粒长大抑制剂加入球磨机，球料比为(10‑20):1，进行多次强制球磨；加入C_o粉和成型剂石蜡，混合球磨；将球磨后的料浆过筛、干燥、制粒，制得混合料；将混合料压制成型为半成品；将半成品放入低压烧结炉进行烧结，得到超细晶硬质合金成品。本发明通过采用多次球磨、多次停留、高球料比、特温烧结的生产工艺，实现将粒径为0.4‑0.6μm的WC粉末即亚细碳化钨加工为超细晶硬质合金的目的，降低了生产成本，便于控制质量，可以批量化生产，具有很好的实用性。

技术领域

本发明涉及一种超细晶硬质合金的生产工艺，尤其涉及一种用亚细碳化钨生产超细晶硬质合金的生产工艺。

背景技术

超细晶硬质合金是指粒径小于0.3μm的碳化钨(即WC)粉末(或其他碳化物)与钴黏结组成的硬质合金。随着碳化钨晶粒度的变小，超细晶硬质合金的韧性与硬度均能提高，基于碳化钨晶粒变小，增加了钴黏结相的高分散性，使碳化钨晶粒更能均匀分散在钴黏结相之间。

超细晶硬质合金是目前国内国际行业内发展的技术前沿合金材料，由于其具有高硬度、高强度，综合使用性能极佳，被广泛应用于自动数控机械加工行业，特别是微电子、精密零件加工领域，已经离不开超细硬质合金，稳定开发低成本超细晶硬质合金具有十分重要的意义。

目前超细晶硬质合金的生产方法，都是采用粒径小于0.3μm的超细WC(即碳化钨)粉末为原料进行生产，采用一次球磨方式，添加VC(碳化钒)、Cr₃C₂(碳化铬)、TaC(碳化钽)、NbC(碳化铌)等一种或多种晶粒长大抑制剂，真空或低压烧结，但相应的超细WC粉末生产技术难度大，质量控制难，生产成本高，中国国内能稳定生产超细WC粉末的厂家少，价格高，使其应用受限。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用粒径在0.4-0.6μm的亚细碳化钨生产超细晶硬质合金的生产工艺。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用亚细碳化钨生产超细晶硬质合金的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1、准备原料WC粉末和包括C_o粉的晶粒长大抑制剂，其中WC粉末的粒径为0.4-0.6μm；这里的WC为碳化钨；

步骤2、将WC粉末和除C_o粉以外的晶粒长大抑制剂加入球磨机，球料比为(10-20):1，同时加入球磨介质；进行多次强制球磨，总的球磨时间为24-150h，每次球磨后停留一段时间再进行下一次球磨；这里的球料比指球磨机各仓内研磨体和物料量之比；

步骤3、完成球磨后，加入C_o粉，并加入成型剂石蜡，混合球磨4-6h；

步骤4、将球磨后的料浆过筛、干燥、制粒，制得混合料；

步骤5、将混合料压制成型为半成品；

步骤6、将半成品放入低压烧结炉进行连续差压脱蜡，在1360-1430℃的烧结温度下，保温25-45分钟，然后充氩气保温50-70分钟，然后充氩气使压力达到40-50MPa并保温50-70分钟；

步骤7、保温结束后，自然冷却到700-900℃，采取强制冷却方式，以3-4℃/min的降温速度快速冷却至室温，完成烧结全过程，得到超细晶硬质合金成品。

作为优选，所述晶粒长大抑制剂还包括VC、Cr₃C₂、TaC和NbC中的一种或多种。这里的VC为碳化钒，Cr₃C₂为碳化铬，TaC为碳化钽，NbC为碳化铌。