[发明专利]一种超细晶硬质合金晶粒细化及尺寸分布均匀化的方法

摘要

一种超细晶硬质合金晶粒细化及尺寸分布均匀化的方法，属于硬质合金和粉末冶金技术领域。以钨氧化物、钴氧化物和炭黑为原料，利用原位反应合成方法制备出WC‑Co复合粉；在WC‑Co复合粉中少量添加Cr3C2或Cr3C2和VC作为晶粒长大抑制剂；再将球磨混合后的粉末过湿筛，干燥后粉末在较低温度下以氩气和氢气作为保护气体进行长时间退火处理，后经压制成型和低压烧结制备硬质合金块体材料。有效抑制烧结过程中超细晶或纳米晶组织的硬质合金中晶粒快速长大，提高了硬质合金块体材料的显微组织均匀性。

主权项

一种控制超细晶WC‑Co硬质合金晶粒尺寸分布均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以钨氧化物、钴氧化物和炭黑为原料，利用原位反应合成方法制备出WC‑Co复合粉，将晶粒长大抑制剂Cr3C2或Cr3C2和VC粉末添加至WC‑Co复合粉末中进行球磨混合，其中Cr3C2粉末的添加量为复合粉末的0.5～1.0wt.％，VC粉末的添加量为复合粉末的0.2～0.4wt.％，加入吐温‑80作为分散剂，分散剂添加量为复合粉末的0.2～0.6wt.％；以无水乙醇为研磨介质，磨球与粉末质量比为3:1～10:1，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20～40小时；(2)将球磨混合后的粉末连同球磨介质过500目筛网，滤掉粗大的团聚体颗粒，过筛后利用沉降法去除球磨介质中漂浮或悬浮的粉末，沉降时间为2～5min，烘干后得到WC、Co和晶粒长大抑制剂的混合粉末；将粉末置于管式炉中，在氩气和5％氢气保护下进行退火，温度为500℃～700℃，保温时间为3～7小时，随后冷却速率小于7℃/min；(3)在步骤(2)退火后的粉末中掺入成型剂，将成型剂与粉末混合后模压成型，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；(4)将模压成型的粉末坯料进行低压烧结，制备得到晶粒尺寸细小且尺寸分布均匀的超细晶WC‑Co硬质合金块体材料。