CN1775973A - 超细硬质合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高硬度超细硬质合金的制备方法，包括配料、湿磨、干燥、成型和烧结工序，配料选用Fsss0.2～0.4μm的超细WC粉末为硬质相，采用微量≤3.0wt％的Mo或≤1.0wt％的Ni和或Co粉作为粘结剂，Ni和Co粉的费氏粒度为0.85～1.4μm，抑制剂(VC+Cr3C2)的含量控制在(0.45～0.9)wt％的范围内，其中Cr3C2∶VC＝1.8～1.1，并采用8～9Mpa的低压烧结工艺，使硬质合金在抗弯强度为1300～1800N/mm2时HV30≥2550N/mm2且组织均匀，具有高耐磨性和高耐腐蚀性，广泛地应用于有腐蚀或磨蚀工况条件下精加工的密封件、阀门或喷嘴，极大地提高了该类产品的使用寿命。

Description

超细硬质合金的制备方法
技术领域
本发明涉及一种超细硬质合金的制备方法，特别是一种超高硬度、耐腐蚀的超细硬质合金的制备方法。
背景技术
超细硬质合金以其高硬度和高强度有着广泛的用途，但在特殊工况条件下长期使用，如作为拉丝模、阀门、精加工工具和密封件的材料，要求具有优良的耐磨性和耐腐蚀性，而一般常规超细硬质合金的硬度均偏低，抗弯强度为1300～1800N/mm2时HV30＜2300N/mm2，且由于存在较多的粘结相(一般为铁族元素)，使得这些产品的耐磨性和耐蚀性满足不了要求，使用寿命普遍不长。
发明内容
本发明针对上述制备的硬质合金方法的不足，提供了一种新的制备方法，进一步提高超细硬质合金的硬度，增加其耐磨性和耐腐蚀性。
为实现上述目的，本发明的硬质合金的制备方法包括配料、湿磨、干燥、成型和烧结工序，湿磨时的球料比为5～6∶1，液固比为450～460ml/kg，磨料时间为85～90h，烧结温度为1650～1830℃，其特征是：配料百分比为≤3.0wt％的Mo粉或≤1.0wt％的Ni粉和/或≤1.0wt％的Co粉、0.18～0.30wt％的VC粉、0.3～0.6wt％的Cr3C2粉，所述Ni和Co粉的费氏粒度为0.85～1.40μm，余量为费氏粒度为0.2～0.4μm的超细WC粉，烧结采用8～9Mpa的低压烧结工艺，配料计算时碳平衡值为(+0.02～+0.10)％。
作为本发明的进一步改进，Cr3C2和VC的总量为0.45～0.9wt％，配料比例为Cr3C2∶VC＝1.8～1.1。
由于选用费氏粒度为0.2～0.4μm的超细WC粉，不添加粘接剂或添加微量粒度细的粘接剂，即粘接剂Mo粉≤3.0wt％或Ni粉和/或Co粉≤1.0wt％，再配以一定总量和相互配比的Cr3C2和VC作为晶粒抑制剂，配料计算时控制碳平衡值为(+0.02～+0.10)％，将合金成分调整在一个适当的区间内，通过8～9Mpa的低压烧结，使本发明所得到的硬质合金中WC平均晶粒度在0.3μm左右，在抗弯强度1300～1800N/mm2时，HV30≥2550N/mm2，由于不添加铁族元素粘接剂或仅添加微量铁族元素或Mo作粘接剂，硬质合金的硬度得以大大提高，获得了优良的耐磨性和耐腐蚀性能，使用寿命大大延长。
具体实施方式
实施例1：配料比例为0.5wt％的超细Co粉(费氏粒度为0.92μm)，0.30wt％的VC粉，0.55wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.85％，Cr3C2∶VC＝1.8)，余量为费氏粒度为0.32μm的细WC粉，配料计算时碳平衡值为+0.08％；以酒精作为球磨介质，液固比为450ml/kg，球料比为5∶1，球磨时间为90小时，经喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于气压炉内以1720℃烧结，烧结压力为8Mpa。以5.25×6.5×20mm的标准B试样作为检验本发明方法制备的硬质合金的标准产品(以下实施例同)，其合金中WC平均晶粒度为0.36μm，合金的性能指标如下：抗弯强度1710N/mm2，硬度HV30 2580N/mm2。
实施例2：配料比例为0.2wt％的超细Co粉(费氏粒度为1.12μm)、0.25wt％的VC粉、0.35wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.60％，Cr3C2∶VC＝1.4)，余量为费氏粒度为0.28μm的细WC粉，配料计算时碳平衡值为+0.07％；以酒精作为球磨介质，液固比为450ml/kg，球料比为5∶1，球磨时间为85小时，经喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于低压炉内以1750℃烧结，烧结压力为8Mpa。产品的WC平均晶粒度为0.32μm，抗弯强度1460N/mm2，硬度HV30 2610N/mm2。
实施例3：配料比例为0.18wt％的VC粉、0.30wt％的Cr3C2粉(Cr3C2∶VC＝1.67)，余量为费氏粒度为0.26μm的细WC粉，配料计算时碳平衡值为+0.05％；以酒精作为球磨介质，液固比为450ml/kg，球料比为5∶1，球磨时间为90小时，经喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于气压炉内以1830℃烧结，烧结压力为9Mpa。其产品的WC平均晶粒度为0.3μm，合金的性能指标如下：抗弯强度1320N/mm2，硬度HV30 2690N/mm2。
实施例4：配料比例为1.0wt％的超细Ni粉(费氏粒度为1.26μm)、0.18wt％的VC粉、0.3wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.48％，Cr3C2∶VC＝1.1)，余量为费氏粒度为0.3μm的细WC粉，配料计算时碳平衡值为+0.07％；以酒精作为球磨介质，液固比为450ml/kg，球料比为5∶1，球磨时间为85小时，经喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于低压炉内以1760℃烧结，烧结压力为8Mpa。产品的WC平均晶粒度为0.33μm，抗弯强度1520N/mm2，硬度HV302560N/mm2。
实施例5：配料比例为0.4wt％的超细Ni粉(费氏粒度为1.35μm)，0.2wt％的超细Co粉(费氏粒度为0.88μm)，0.3wt％的VC粉、0.45wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.75％，Cr3C2∶VC＝1.5)，余量为费氏粒度为0.3μm的细WC粉，配料计算时碳平衡值为+0.08％；以酒精作为球磨介质，液固比为450ml/kg，球料比为5∶1，球磨时间为85小时，经喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于低压炉内以1760℃烧结，烧结压力为8Mpa。产品的WC平均晶粒度为0.33μm，抗弯强度1520N/mm2，硬度HV302570N/mm2。
实施例6：配料比例为3wt％的Mo粉(费氏粒度为2.0μm)、0.3wt％的VC粉、0.55wt％的Cr3C2粉(Cr3C2+VC＝0.85％，Cr3C2∶VC＝1.4)，余量为费氏粒度为0.22μm的细WC粉，配料计算时碳平衡值为+0.02％；以酒精作为球磨介质，液固比为460ml/kg，球料比为6∶1，球磨时间为90小时，经喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于低压炉内以1650℃烧结，烧结压力为8Mpa。产品的WC平均晶粒度为0.32μm，抗弯强度1780N/mm2，硬度HV302550N/mm2。

Claims (2)

1、一种超细硬质合金的制备方法，包括：配料、湿磨、干燥、成型和烧结工序，湿磨时的球料比为5～6∶1，液固比为450～460ml/kg，磨料时间为85～90h，烧结温度为1650～1830℃，其特征是：配料百分比为≤3.0wt％的Mo粉或≤1.0wt％的Ni粉和/或≤1.0wt％的Co粉、0.18～0.30wt％的VC粉，0.3～0.6wt％的Cr3C2粉，所述Ni和Co粉的费氏粒度为0.85～1.40μm，余量为费氏粒度为0.2～0.4μm的超细WC粉，烧结采用8～9Mpa的低压烧结工艺，配料计算时碳平衡值为(+0.02～+0.10)％。
2、如权利要求1所述的超细硬质合金的制备方法，其特征是：Cr3C2和VC的总量为0.45～0.9wt％，配料比例为Cr3C2∶VC＝1.8～1.1。
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