[发明专利]一种具有超高抗弯强度的WC-12Co硬质合金的工业化制备方法

摘要

一种具有超高抗弯强度的WC-12Co硬质合金的工业化制备方法，属于硬质合金技术领域。以钨氧化物、钴氧化物和炭黑为原料，首先利用原位反应合成方法制备出WC-12Co复合粉，对应硬质合金块体材料的相对磁饱和值83%～85%；对晶粒长大抑制剂进行球磨预处理，再与原位合成的复合粉进行球磨混合，经压制成型和低压烧结制备硬质合金块体材料。通过优化设计添加的晶粒长大抑制剂的种类、含量和粒径等，制备获得具有超高抗弯强度的WC-12Co硬质合金块体材料。本发明的整条制备路线可用于批量生产具有超高强度的WC-12Co硬质合金，对高性能硬质合金的科学研究和工业生产均具有重要的实用价值。

主权项

具有超高抗弯强度的WC‑12Co硬质合金的工业化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）以WO_2.9、Co₃O₄和炭黑为原料，根据硬质合金的成分与相对磁饱和值之间的关系对原料粉末中的碳含量进行调控，使得制备出的硬质合金块体材料的相对磁饱和值在83%～85%，将上述三种原料粉末进行球磨混合，混合后粉末冷压成坯块送入真空炉中，通过真空原位反应合成WC‑12Co复合粉；（2）对微米级粒径的Cr₃C₂粉末进行球磨预处理，以无水乙醇为研磨介质，磨球与粉末质量比为3:1～5:1，研磨介质与物料体积比为1:1，球磨时间为80～100小时；（3）将步骤（2）中预处理后的Cr₃C₂粉末或粒径为1.0～2.0微米的VC粉末与步骤（1）制备的WC‑12Co复合粉末进行球磨混合，其中Cr₃C₂粉末的添加量为0.6～0.9wt.%，VC粉末的添加量为0.3～0.5wt.%，以无水乙醇为研磨介质，磨球与粉末质量比为3:1～5:1，研磨介质与物料体积比为1:1，球磨机转速为100～300r/min，球磨时间为20～30小时，烘干后得到WC、Co和Cr₃C₂混合粉末或WC、Co和VC混合粉末；（4）在步骤（3）得到的混合粉末中掺入成型剂，将成型剂与混合粉末球磨混合后模压成型，成型剂加入量为每千克混合粉末中掺入80～100ml聚乙二醇和5～25ml扩散油，球磨混合时的球料质量比为1:1，球磨机转速为20～50r/min；（5）将模压成型的粉末坯料进行低压烧结，制备得到具有超高抗弯强度的WC‑12Co硬质合金块体材料。