CN108130468A - 耐热耐腐蚀硬质合金及其制备方法 - Google Patents

耐热耐腐蚀硬质合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热耐腐蚀硬质合金及其制备方法，耐热耐腐蚀硬质合金含有的组分及各组分重量百分比如下：0.03～0.6％的Ce、0.1～2.5％的Co粉、3～13％的Ni粉、0.5～3.0％的Cr3C2、5～15％的TiC，余量为WC，总计100％。本发明不仅能够提高其耐热、耐腐蚀性能，而且能够显著提高合金的物理力学性能，从而大大拓展了应用范围。

Description

耐热耐腐蚀硬质合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐热耐腐蚀硬质合金及其制备方法。
背景技术
目前，传统的耐腐蚀材料，不是硬度低，耐磨性差，就是脆性大，抗冲击性能差，而且普遍耐热性能不好，难于适合那些高要求的耐磨、耐热、耐腐蚀机械零部件。硬质合金，尤其是以镍作为粘结金属的WC‐Ni硬质合金具有良好的耐磨、耐腐蚀综合性能，但其耐腐蚀性能仍逊色于陶瓷，机械性能仍逊色于不锈钢，而且WC‐Ni合金的力学性能比起WC‐Co合金有明显不足，使其在很多领域的应用得到了限制。所以进一步提高硬质合金的耐蚀性和机械性能就刻不容缓了。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种耐热耐腐蚀硬质合金，它不仅能够提高其耐热、耐腐蚀性能，而且能够显著提高合金的物理力学性能，从而大大拓展了应用范围。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种耐热耐腐蚀硬质合金，它含有的组分及各组分重量百分比如下：
0.03～0.6％的Ce、0.1～2.5％的Co粉、3～13％的Ni粉、0.5～3.0％的Cr3C2、5～15％的TiC，余量为WC，总计100％。
进一步，Ce的重量百分比为0.06～0.6％。
进一步，TiC的费氏粒度为1.0～1.5um。
进一步，所述WC的费氏粒度为1.0～1.3um。
本发明还提供了一种耐热耐腐蚀硬质合金的制备方法，方法的步骤中含有：
依次进行配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型和烧结工序；其中，湿磨的球料质量比为4:1，液固比为300ml/Kg，球磨时间为72～84h；烧结过程中的烧结温度为1450～1470℃。
进一步，所述烧结为压力烧结。
进一步，在配料过程中，稀土Ce是以稀土中间合金粉末的形态加入，保证了稀土在合金中分布均匀，有效的防止稀土氧化，增强耐热耐腐蚀硬质合金的抗弯强度和韧性：Ce与Co+Ni粉末在通氩气保护下，球料比为(4.0～6.0):1，机械球磨20～40h后，制得稀土中间合金粉末。
采用了上述技术方案后，通过添加TiC、少量的Co和稀土铈Ce对传统耐腐蚀硬质合金WC–Ni进行改性，利用TiC优异的化学稳定性和高温稳定性以进一步提高本硬质合金的耐热、耐腐蚀性能；利用稀土元素Ce可以细化晶粒、均匀化晶粒组织结构、净化晶界、提高润湿性进而改善致密性、降低孔隙度从而显著提高合金的物理力学性能；利用Co比Ni更好的润湿性、更好的强度和硬度，使得本硬质合金既具有良好的耐热耐腐蚀性能，又具有良好的力学机械性能，从而大大拓展了应用范围。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
配料时选用重量百分比为0.1的Ce，1％的Co，5％的Ni粉，9％的TiC，3.0％的Cr3C2，余量为WC粉，总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为300ml/Kg，球料质量比为4:1,球磨时间为84小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于压力烧结炉内以1470℃进行烧结。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的耐热耐腐蚀硬质合金的标准产品，其硬质相平均晶粒度为1.0μm，抗弯强度为1920MPa，硬度Hv30 1720。
实施例二：
配料时选用重量百分比为0.2的Ce，1％的Co，7％的Ni粉，10.5％的TiC，2.5％的Cr3C2，余量为WC粉，总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为300ml/Kg，球料比为4:1,球磨时间为80小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于压力烧结炉内以1460℃进行烧结。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的耐热耐腐蚀硬质合金的标准产品，其硬质相平均晶粒度为1.0μm，抗弯强度为2100MPa，硬度Hv30 1640。
实施例三：
配料时选用重量百分比为0.3的Ce，1％的Co，9％的Ni粉，12％的TiC，2.0％的Cr3C2，余量为WC粉，总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为300ml/Kg，球料比为4:1,球磨时间为75小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于压力烧结炉内以1450℃进行烧结。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的耐热耐腐蚀硬质合金的标准产品，其硬质相平均晶粒度为1.0μm，抗弯强度为2250MPa，硬度Hv30 1570。
实施例四：
配料时选用重量百分比为0.4的Ce，1％的Co，11％的Ni粉，13％的TiC，3.0％的Cr3C2，余量为WC粉，总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为300ml/Kg，球料比为4:1,球磨时间为72小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于压力烧结炉内以1450℃进行烧结。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的耐热耐腐蚀硬质合金的标准产品，其硬质相平均晶粒度为1.0μm，抗弯强度为2380MPa，硬度Hv30 1500。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐热耐腐蚀硬质合金，其特征在于它含有的组分及各组分重量百分比如下：
0.03～0.6％的Ce、0.1～2.5％的Co粉、3～13％的Ni粉、0.5～3.0％的Cr3C2、5～15％的TiC，余量为WC，总计100％。
2.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀硬质合金，其特征在于：Ce的重量百分比为0.06～0.6％。
3.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀硬质合金，其特征在于：TiC的费氏粒度为1.0～1.5um。
4.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀硬质合金，其特征在于：所述WC的费氏粒度为1.0～1.3um。
5.一种如权利要求1或2所述的耐热耐腐蚀硬质合金的制备方法，其特征在于方法的步骤中含有：
依次进行配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型和烧结工序；其中，湿磨的球料质量比为4:1，液固比为300ml/Kg，球磨时间为72～84h；烧结过程中的烧结温度为1450～1470℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述烧结为压力烧结。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在配料过程中，稀土Ce是以稀土中间合金粉末的形态加入，Ce与Co+Ni粉末在通氩气保护下，球料质量比为(4.0～6.0):1，机械球磨20～40h后，制得稀土中间合金粉末。
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