[发明专利]一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法

说明书

一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法，基于WC‑Co硬质合金，所述方法包括以下步骤：按照重量百分比将W粉60～85份、Co粉5～25份和C粉8～12份放入球磨机中球磨均匀得到混合料，然后在真空环境下干燥处理；再进行三段式不同温度范围的加热，然后冷却到室温；往混合料中加入成型剂石蜡，压制成型，得到粉末坯料；将粉末坯料与强吸波辅助加热材料放置在透波的保温装置中，然后一起放入微波炉腔内，微波炉腔内保持真空环境，通入惰性气体，使粉末坯料以50～90℃/min的升温速率加热至1100～1400℃后保温30～60min，在保温阶段，进行加压、保压、卸压操作3‑5次，最后降温卸压至常温常压，即获得WC‑Co硬质合金。本发明操作过程简单、制备周期缩短、能源消耗降低，提升生产效率。

技术领域

本发明涉及一种硬质合金，具体地说是一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法。

背景技术

硬质合金是一种综合性能优异的金属复合材料，广泛应用于国民经济的各个领域，是现代工业不可或缺的工模具和零部件材料。目前，硬质合金的工业化生产一般采用粉末冶金工艺，烧结是决定合金性能和品质的关键工序之一。

真空烧结(Vacuum sinter)和低压热等静压烧结(Sinter-HIP)是目前工业化生产硬质合金的主流烧结技术。真空烧结是粉末压坯在负压下(＜1000Pa)按照一定的升温程序，经过低温(＜600℃)脱除成型剂、固相烧结(＜1320℃)、液相烧结(1340℃～1500℃)等阶段逐步收缩致密化的过程。低压热等静压烧结，也叫过压烧结(OverpressureSintering)，是一种在真空烧结方法的液相烧结阶段引入一定压强的(一般为1MPa～10MPa)惰性气体(Ar气等)对烧结坯进行热等静压处理的烧结方法。低压热等静压烧结工艺与真空烧结工艺相比，可以显著消除显微孔隙，极大地提高硬质合金的力学性能；与热压(HP)或热等静压(HIP)工艺相比，可避免晶粒粗化，Co池等缺陷的形成，且设备使用成本和维护成本更低，安全性更高。目前以上各种烧结制备，整个制备过程需要几十个小时的时间。对于硬质合金的制备来说，每一个工艺中出现的问题都会直接影响产品的质量，因此制备流程越长需要克服的问题就越多。尤其是在制备超细硬质合金时，由于超细粉末极易氧化，因此对制备的条件和环境要求很高，合金的制造成本也居高不下。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种用微波反应烧结制备硬质合金的方法，基于WC-Co硬质合金，所述方法包括以下步骤：

按照重量百分比将W粉60～85份、Co粉5～25份和C粉8～12份放入球磨机中球磨均匀得到混合料，然后在真空环境下干燥处理；

再进行加热，进行分段式加热，先进行第一段加热，加热到250～300℃并保温20～30分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；接着进行第二段加热，加热到300～400℃，并保温15-25分钟，然后冷却到室温，对混合料进行搅拌松散；然后进行第三段加热，加热到400～500℃，并保温30～40分钟，然后冷却到室温；

往混合料中加入成型剂石蜡，压制成型，得到粉末坯料；

将粉末坯料与强吸波辅助加热材料放置在透波的保温装置中，然后一起放入微波炉腔内，微波炉腔内保持真空环境，通入惰性气体，使粉末坯料以50～90℃/min的升温速率加热至1100～1400℃后保温30～60min，在保温阶段，进行加压、保压、卸压操作3-5次，微波炉腔内的压强加至（1.2～1.8）×10⁵Pa，最后降温卸压至常温常压，即获得WC-Co硬质合金。

所述微波炉腔内加压到设定压强后，保压时间为5～10分钟。

所述将混合料压制成型时，添加重量百分比为1～2份的石蜡，在100～400MPa压力下压制成形，得到粉末压坯。

所述惰性气体是纯度为99.9%的氩气。