[发明专利]含锇硬质合金及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含锇硬质合金及其制备方法和应用，该含锇硬质合金主要以Co粉、Os粉和硬质相粉为原料混合制备而成，Co粉的质量分数为5％～12％，Os粉的质量为Co粉质量的6％～35％，其余为硬质相粉；含锇硬质合金中，Os固溶于Co相中。制备方法包括配料、原料混合球磨、混合料干燥制粒、成型和烧结，得到含锇硬质合金，可应用于制备硬质合金刀具。本发明含锇硬质合金中的Os能够对Co相起到固溶强化作用，提高了Co相的显微硬度，使WC晶粒呈钝化态形貌，提高了硬质合金的耐磨性和抗冲击韧性，显著提高了刀具的使用寿命。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，涉及一种硬质合金刀具材料及其制备方法和应用，具体涉及一种含锇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。其具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。由于硬质合金所具有的特点，其产品主要用于制造切削工具和耐磨零部件，广泛应用于航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具等领域，在机床行业，硬质合金刀具通常被誉为“工业牙齿”。

在切削加工过程中，硬质合金刀具常见失效形式是磨损、崩缺，失效原因分别是刀具材料的硬度低、强度低。在常规硬质合金材料体系中，提高合金硬度的同时，必须以牺牲合金强度为代价，反之亦然。因此，如何同时提高材料的硬度、强度一直是材料研究者的研究重点，也是急需解决的现有难题。

公开号为EP3147377A1的专利文献公开了一种硬质合金，通过在粘结相中添加至少一种铂系元素，提高了硬质合金的韧性和耐热性，该专利文献中硬质合金粘结相的两种晶体结构需满足一个关系公式。虽然铂系元素与钴在理论上是无限固溶的，但是在硬质合金应用上，发现铂系元素在粘结相中的质量占比较小时，对硬质合金的性能改善基本没有影响，铂系元素在粘结相中的质量占比较大时，硬质合金的组织结构会出现一些问题，比如粘结相不均、孔隙等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种含锇硬质合金及其制备方法和应用，Os能够对Co相起到固溶强化作用，使WC晶粒呈钝化态形貌，可提高硬质合金的耐磨性和抗冲击韧性，显著提高刀具的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种含锇硬质合金，主要以Co粉、Os粉和硬质相粉为原料混合制备而成，所述Co粉的质量分数为5％～12％，所述Os粉的质量为所述Co粉质量的6％～35％，其余为硬质相粉；所述含锇硬质合金中，Os固溶于Co相中。也就是说，含锇硬质合金的原料包括Co粉、Os粉和硬质相粉，含锇硬质合金由各原料混合制备而成。

上述的含锇硬质合金，优选的，所述Co粉的Fsss粒度为0.5μm～1.5μm。

上述的含锇硬质合金，优选的，所述Os粉的纯度不低于99.90％。

上述的含锇硬质合金，优选的，所述硬质相粉包括WC粉，所述WC粉的Fsss粒度为0.5μm～5.0μm。

上述的含锇硬质合金，优选的，所述硬质相粉还包括Ta、Nb和Ti中的一种或两种以上的氮化物粉、碳化物粉和/或碳氮化物粉。

上述的含锇硬质合金，优选的，所述含锇硬质合金的原料还包括抑制剂，所述抑制剂包括Cr₃C₂粉和/或VC粉。

上述的含锇硬质合金，优选的，所述含锇硬质合金的原料为Co粉、Os粉、硬质相粉、Cr₃C₂粉和VC粉，按质量分数计，Co粉为5.00％～12.00％，Os粉的质量为Co粉质量的6％～35％，Cr₃C₂粉为0～1.25％，VC粉为0～0.89％，硬质相粉为81.66％～94.70％。