[发明专利]一种表面硬化的梯度硬质合金及其制备方法

摘要

本发明涉及硬质合金制备技术领域，具体为一种表面硬化的梯度硬质合金及其制备方法。本发明通过调节合金粘结相的成分使所制备的硬质合金中WC晶粒细小、分布均匀、致密度高、梯度明显，使硬质合金表现出更优异的力学性能，改善了硬质合金的红硬性。通过调节坯料配方、烧结温度和烧结时间等参数来控制硬质合金梯度层的成分和厚度，使硬质合金的表层富立方相而贫粘结相，并且表层下还有一富合金化粘结相的过度层，从而使硬质合金具有优异的硬度、耐磨性和韧性，可用于金属的机械加工。使用本发明方法制备的硬质合金同时具有优异的耐磨性、强度、硬度和韧性。本发明方法对现有设备和工艺的改动不大即可生产出功能梯度硬质合金，适用于工业化生产。

主权项

一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，由以下质量百分比的各组分烧结而成：5‐15％的TiC，2‐5％的TaC，10‐15％合金粘结相，余量为WC；所述合金粘结相由以下质量百分比的粉体组成：0.5‐5.5％的Cr，0.5‐5.5％的Mo，0.5‐5.5％的B，0.5‐5.5％的Al，0.5‐5.5％的V，0.5‐5.5％的Y，0.5‐5.5％的Si，余量为Co，且合金粘结相中Cr、Mo、B、Al、V、Y和Si的质量之和为合金粘结相质量的7‐20％；所述表面硬化的梯度硬质合金，其制备方法包括以下步骤：S1、制备合金粘结相：按质量百分比分别称取Cr、Mo、B、Al、V、Y、Si、Co八种粉体，将八种粉体混合均匀，得合金粘结相；S2、制备坯料：按质量百分比分别称取合金粘结相、TiC、TaC、WC四种组分，四种组分组成原料粉体；按原料粉体总质量的1.5‐2.5％称取石蜡，并将石蜡与原料粉体混合均匀，得到坯料；S3、压制坯体：将坯料压制成型，得坯体；S4、烧结：将坯体置于烧结炉中，以5‐8℃/min的速度升温至1200‐1250℃，保温18‐22min，并保持10‐3Pa以下的真空度；然后向烧结炉中充入氮气并以1‐3℃/min的速度升温至1420‐1450℃，保温55‐65min且保持0.2MPa以上的压强；接着再以2‐6℃/min的速度降温至1000‐1200℃，保温110‐130min，并保持0.2MPa以上的压强；再接着坯体随炉冷却，并保持0.2MPa以上的压强，制得表面硬化的梯度硬质合金。