CN104480334A - 一种纳米级硬质合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米级硬质合金的制备方法,该方法以Fsss粒度小于0.2μm的WC粉末、Fsss粒度小于0.8μm的Co粉末为原料,以及碳化钒和碳化铬为抑制剂,经过配料、球磨、喷雾干燥、挤压成型、压力烧结工序,制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金。该纳米级硬质合金金相组织结构完整,具有高硬度、高强度等特性,能加工HRC硬度大于60°的高硬度材料,采用本发明纳米级硬质合金加工的,刀具的使用寿命能提高近30%,切削速度能提升10%。
Description
技术领域
本发明属于硬质合金技术领域,具体涉及一种纳米级硬质合金的制备方法。
背景技术
纳米级硬质合金整体刀具主要是用来加工HRC硬度>60°以上的难加工材料,且刀具的直径可做到¢<0.15mm。目前,国内加工高硬度极微径硬质合金整体刀具基本上依赖进口,主要原因是国内无法制备纳米级WC,而且硬质合金生产难度较大,硬质合金材质满足不了要求。而加工高硬度的材料,采用晶粒度为0.5微米左右的硬质合金,加工的刀具等材料使用寿命低、表面光洁度差,因刀具磨损大,可导致材料尺寸精度低。针对目前的现状,江钨集团依托现有的棒材生产线和技术的积累,成功开发出纳米级WC,并相继研制出纳米级硬质合金,为纳米级硬质合金整体刀具加工提供了优质硬质合金材料。
发明内容
本发明通过优化硬质合金原料、抑制剂等的配料,以及球磨、烧结工艺技术参数,制备出纳米级硬质合金。
本发明一种纳米级硬质合金的制备方法技术方案:
以Fsss粒度小于0.2μm的WC粉末、Fsss粒度小于0.8μm的Co粉末为原料,以及碳化钒和碳化铬为抑制剂,经过配料、球磨、喷雾干燥、挤压成型、压力烧结工序,制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金;磨矿介质与物料的质量比为5.5:1,球磨时间70~80h;压力烧结工序中,烧结温度控制在1380~1390℃,烧结时间1~1.5h,烧结压力为9Mpa。
所述的WC粉末、Co粉末和抑制剂的质量比为(89~93):(8~10):(0.8~1.6)。
所述的碳化钒和碳化铬抑制剂的质量比为0.8~1.6。
本发明的有益效果在于:
目前,加工高硬度的材料是晶粒度为0.5微米左右的硬质合金,加工的刀具等材料使用寿命低、表面光洁度差,因刀具磨损大,可导致材料尺寸精度低。本发明制备的纳米级硬质合金金相组织结构完整,具有高硬度、高强度等特性,能加工HRC硬度大于60°的高硬度材料,采用本发明纳米级硬质合金加工的,刀具的使用寿命能提高近30%,切削速度能提升10%。
附图说明
图1 纳米级硬质合金扫描电镜组织结构图;
图2 纳米级硬质合金的制备工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种纳米级硬质合金的制备方法。以纳米级Fsss粒度为0.2μm的WC粉末、Fsss粒度为小于0.8μm的Co粉末,以及少量抑制剂为原料,物料分别按90:9:1的质量比配制,碳化钒和碳化铬的质量比为1:2,其中WC粉末180KG、Co粉末18KG、碳化钒0.8KG和碳化铬1.6KG)。用300L的湿磨机球磨,超细硬质合金球与物料的质量比为5.5:1,球磨时间76h,然后将球磨后的物料喷雾干燥制粒,再压制成标准样品后进行烧结,烧结温度1390℃,烧结时间1h,烧结压力为9MPa。通过本实施例可制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金。
实施例2
以纳米级Fsss粒度为0.2μm的WC粉末、Fsss粒度为小于0.8μm的Co粉末,以及少量抑制剂为原料,分别按90:9:1的质量比配制物料,碳化钒和碳化铬的质量比为1:2,其中WC粉末180KG、Co粉末18KG、碳化钒0.8KG和碳化铬1.6KG。用300L得湿磨机球磨,超细硬质合金球与物料的质量比为5.5:1,球磨时间74h,然后将球磨后的物料喷雾干燥制粒,再压制成标准样品后进行烧结,烧结温度1385℃,烧结时间70min,烧结压力为9MPa。通过本实施例可制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金。
纳米级硬质合金合金的物理性能如下表。
Claims (3)
1.一种纳米级硬质合金的制备方法,其特征在于:以Fsss粒度小于0.2μm的WC粉末、Fsss粒度小于0.8μm的Co粉末为原料,以及碳化钒和碳化铬为抑制剂,经过配料、球磨、喷雾干燥、挤压成型、压力烧结工序,制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金;磨矿介质与物料的质量比为5.5:1,球磨时间70~80h;压力烧结工序中,烧结温度控制在1380~1390℃,烧结时间1~1.5h,烧结压力为9Mpa。
2.根据权利要求1所述的一种纳米级硬质合金的制备方法,其特征在于:所述的WC粉末、Co粉末和抑制剂的质量比为(89~93):(8~10):(0.8~1.6)。
3.根据权利要求1所述的一种纳米级硬质合金的制备方法,其特征在于:所述的碳化钒和碳化铬抑制剂的质量比为0.8~1.6。
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