一种含表面低钴层的硬质合金产品的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103774026103774026A(43)申请公布日2014.05.07(21)申请号201310715146.X(22)申请日2013.12.23(71)申请人江西稀有稀土金属钨业集团有限公司地址330046江西省南昌市北京西路118号(72)发明人李艳鑫(74)专利代理机构南昌新天下专利商标代理有限公司36115代理人施秀瑾(51)Int.Cl.C22C29/08(2006.01)C22C1/05(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种含表面低钴层的硬质合金产品的制备方法(57)摘要本发明涉及一种含表面低钴层的硬质合金产品的制备方法，包括：调整硬质合金产品成分配比和改进金属碳化物与粘结金属钴的烧结工艺：将调整成分配比的原料进行混合、压制成型后烧结；调整硬质合金产品的最高烧结温度，抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，避免产品表面形成富钴层；在高温烧结阶段对产品进行分压烧结，达到最高烧结温度后，迅速往炉内通入高压气体，实现快速冷却。本发明能有效抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，从而避免产品表面形成富钴层，表面低钴层无明显的钴聚集或者钴偏析，钴与金属碳化物两相分布均匀，从而大大提高了产品的质量、加工效率及使用寿命，提升国产刀片替代进口刀片的竞争力。CN103774026ACN1037426ACN103774026A权利要求书1/2页1.一种含表面低钴层的硬质合金产品的制备方法，包括：（一）调整硬质合金产品成分配比：（1）一种含表面富钴层的硬质合金老产品的主要成分配比：WC粉：85%-95%Co粉：9.5%-10.5%添加剂：碳化铬：0.5%-1.0%C含量：5.60%-5.70%WC粒度：0.8umCo粉粒度<1.5um成型剂：聚乙二醇：2%；（2）一种含表面低钴层的硬质合金新产品的主要成分配比：WC粉：88%-92%Co粉：9.8%-10.2%添加剂：等量的碳化铬及碳化钽铌：1.0%-2.0%C含量：5.60%-5.70%WC粒度：0.8umCo粉粒度<1.5um成型剂：聚乙二醇：2%；（二）改进金属碳化物与粘结金属钴的烧结工艺：将难熔金属碳化物（WC粉）与粘结金属钴（Co粉），通过高温烧结而得到一种具有高硬度的硬质合金本体（1），金属钴的熔点要远远低于难熔金属碳化物，在硬质合金中主要起到粘结金属的作用；故在烧结后期的高温烧结阶段金属钴会以液态的形式出现，而烧结炉内的环境为高真空的环境，因此在传统的烧结工艺高温烧结阶段便有液态钴从产品内部向外溢出，从而形成产品表面的富钴层，表面钴含量达到45%-75%，已经严重的超出了产品本身10%的钴含量；改进的烧结工艺为：（1）将调整成分配比的原料进行混合；（2）将混合好的原料压制成型后烧结；（3）调整硬质合金产品的最高烧结温度，硬质合金的最高烧结温度是以难熔的金属碳化物完全被液相粘结金属钴润湿为最佳；然而碳化钨被完全润湿的温度是一个温度区间，因此将该品牌硬质合金最高烧结温度在1400℃-1430℃之内合理调整，能够抑制液态钴在高温烧结阶段从产品内部向外溢出，从而避免产品表面形成富钴层；（4）在高温烧结阶段对产品进行分压烧结：在烧结温度达到1250℃后开始分压烧结15-45分钟，压力值为20mbar-50mbar，在产品达到最高烧结温度后，迅速往炉内通入惰性高压（20bar-40bar）气体，实现快速冷却；改进的烧结工艺能有效抑制液态钴在高温烧结阶段从硬质合金本体（1）内部向外溢出，从而确保产品表面形成的不是富钴层、而是低钴层（2）；低钴层（2）的钴含量百分比降至12%-25%，表面低钴层（2）无明显的钴聚集或者钴偏析，金属碳化物（WC）与粘结金属钴（Co）两相分布均匀；2CN103774026A权利要求书2/2页表面无富钴的硬质合金牌号在后续的物理涂层（PVD）中硬质合金与涂层材料（TiN/TiALN）之间结合力高于表面富钴硬质合金的10%-15%，涂层后产品使用寿命得到大幅提高。3CN103774026A说明书1/4页一种含表面低钴层的硬质合金产品的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种硬质合金产品的制备工艺，特别是一种含表面低钴层的硬质合金产品的制备方法。背景技术[0002]硬质合金是指以难熔金属碳化物与粘结金属为主要成分，通过高温烧结而得到的一种具有高硬度、高红硬性金属材料。由于目前我们的粘结金属主要使用的是金属钴，而金属钴属于低熔点材料，在硬质合金中主要起到粘结金属的作用，因此的熔点要远远低于难熔金属碳化物。故在烧结后期的高温烧结阶段金属钴会以液态的形势出现，而烧结过程中我们炉内的环境为高真空的