一种粘结相的碳化钨硬质合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103243252103243252B(45)授权公告日2015.02.18(21)申请号201310173891.6CN1746323A,2006.03.15,说明书第3-4段.(22)申请日2013.05.10审查员杨冰(73)专利权人东南大学地址210096江苏省南京市四牌楼2号(72)发明人薛烽周健巨佳白晶孙扬善(74)专利代理机构江苏永衡昭辉律师事务所32250代理人王剑(51)Int.Cl.C22C29/08(2006.01)C22C1/05(2006.01)(56)对比文件CN1116248A,1996.02.07,全文.CN102433486A,2012.05.02,说明书第[0006]段.CN1080665A,1994.01.12,说明书第3-5段.权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种粘结相的碳化钨硬质合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种粘结相的碳化钨硬质合金及其制备方法，其中硬质合金包括作为硬质相的碳化钨粉末和作为粘结相的Fe3Al合金粉末，碳化钨的粒径范围为3~5μm，Fe3Al粉末占硬质合金的质量百分比为5.5%~15%，粒径范围为1~3μm。本发明制备方法，首先将提前过筛选好均匀粒度的WC和粘结剂Fe3Al粉末按需要质量分数配好，并添加添加剂，在球磨机中混合研磨；然后经真空干燥后筛分去除团聚体，然后制粒压制；最后将制好的压坯置于真空烧结炉中真空烧结、热等静压处理，制成硬质合金。CN103243252BCN103245BCN103243252B权利要求书1/1页1.一种粘结相的碳化钨硬质合金，其特征在于，该硬质合金包括作为硬质相的碳化钨粉末和作为粘结相的Fe3Al合金粉末，所述碳化钨粉末的粒径范围为3~5μm，所述Fe3Al合金粉末占硬质合金的质量百分比为5.5%~15%，粒径范围为1~3μm，Fe3Al合金的成分包括：Al14%~17%；Cr1.3%~6.0%；Nb2.0%~2.4%；Zr0.3%~0.5%；B0.1%~0.3%；Ce0.2%~0.5%；Fe75%~80%。2.一种制备权利要求1所述粘结相的碳化钨硬质合金的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：a）首先将提前过筛选好粒度均匀的碳化钨粉末和Fe3Al合金粉末按85:15~94.5:5.5比例配好，并添加占碳化钨粉末与Fe3Al合金粉末混合物总质量0.5%~1%的硬脂酸配料作为添加剂，在球磨机中进行混合并研磨45~50小时；b）将混合并研磨后的原料经真空干燥后筛分去除团聚体，然后制粒，再在900~1200kg/cm2的压力下进行压制，制成压坯；c）将制好的压坯置于真空度为4×10-4MPa~5×10-4MPa的真空烧结炉中加热至1250℃~1350℃真空烧结1~2小时，接着在1250℃~1350℃和100~120MPa下进行1~2小时的热等静压处理，制成硬质合金。2CN103243252B说明书1/4页一种粘结相的碳化钨硬质合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于耐磨部件的硬质合金领域，涉及一种以Fe3Al为粘结相的碳化钨硬质合金。背景技术[0002]硬质合金是一种以难熔金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC等)为基体,以过渡族金属(Co、Fe、Ni)为粘结相,通过粉末冶金方法制备的金属陶瓷工具材料,具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀、热膨胀系数小以及化学性质较为稳定等优点,被广泛应用于切削工具、耐磨零件、采矿与筑路工程机械等领域。[0003]硬质合金的粘结相在合金整体性能中扮演很重要的角色。现阶段常见的WC基硬质合金的粘结相主要分为Co粘结相和非Co粘结相，其中Co粘结相的WC基硬质合金牌号为YG系列，已经广泛应用于切削工具、耐磨零件、采矿与筑路工程机械等领域。YG系列硬质合金在使用过程中一旦被破坏时硬质相WC基本上是脆性断裂而粘结相Co则具有大的变形能力。虽然粘结相Co在合金中所占的体积百分数不大但它却消耗了绝大多数的断裂能，故合金的强度和韧性在很大程度上取决于粘结相的强度和韧性。在YG系列硬质合金中硬度和韧性呈矛盾存在，硬质合金的韧性可以通过提高粘结相Co的含量来提高，但粘结相Co含量提高的同时也会造成合金整体硬度下降，耐磨性降低，[0004]另一方面YG系列硬质合金也具有材质脆硬、韧性差而且价格高等缺陷,其这些缺陷使其难以被制成大尺寸、形状复杂的构件加以应用。实际使用中硬质合金与钢体材质的焊接是弥补其不足的主要方法,但是钎焊的过程难以避免高温加热，甚至焊接后的热处理。这些高温处理对线膨胀系数相差比较大的硬质相WC和粘结相Co来说很容易产生很大的内应力，