一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102560215A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102560215A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210036318.6C22C1/05(2006.01)(22)申请日2012.02.17(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人肖代红宋旼申婷婷李秀秀欧小琴贺跃辉(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人颜勇(51)Int.Cl.C22C29/08(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图11页(54)发明名称一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金及制备方法(57)摘要本发明提供一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金及其制备方法，属于高性能结构材料领域。所述材料的组分及其质量百分比如下：稀土六硼化物(ReB6)含量在0.01～0.1％之间，碳化铬(Cr2C3)在0.05～0.5％之间，碳化钒(VC)在0.05～0.5％之间，镍铝(Ni3Al)在5～40％之间，其余为碳化钨粉。按照各组元的重量百分比称取一定粒度的碳化钨粉、镍粉、铝粉、稀土硼化物粉、碳化铬粉以及碳化钒粉。采用混合法将粉末混合均匀。通过模压成型工艺压制成具有一定形状的生坯。将生坯经过脱脂，放入低压烧结炉中进行烧结，随炉冷却后得到Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金。本发明所制备的合金具有晶粒细小、组织均匀、致密度高、强度高、耐腐蚀抗高温、工艺简单、制造成本低、可工业化生产。CN10256ACN102560215A权利要求书1/1页1.一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金，由下述组分按重量百分组成：1)ReB6：0.01～0.1％，2)Cr3C2：0.05～0.5％，3)VC：0.05～0.5％，4)Ni3Al：5～40％；5)余量为WC，各组分之和为100％。2.根据权利要求1所述的一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金，其特征在于：所述稀土六硼化物中，稀土元素选自镧系稀土元素中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金，其特征在于：各组分的平均尺寸为：碳化钨粉≤0.5um，镍粉≤2um，铝粉≤2um，稀土六硼化物粉≤5um，碳化铬粉≤5um，碳化钒粉≤5um。4.制备如权利要求3所述的一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金的方法，包括下述步骤：第一步：配料、制坯、脱脂。按照合金成分，取WC、Ni、Al、VC、Cr3C2、ReB6粉末配料、同时添加成型剂，球磨混合均匀；将球磨后的合金粉末在室温下模压成型坯料；将所得坯料在氢气炉中脱脂。第二步：烧结。将第一步所得的脱脂坯料置于真空低压烧结炉中烧结。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述的成型剂采用石蜡粉，球磨介质采用丙酮溶液。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的脱脂温度在380-450℃，脱脂时间5-15h。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述球磨是在氩气或氮气保护气氛中进行，球磨机转速为：300～600转/分钟，球料比：3∶1～10∶1，球磨时间24～72h。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的烧结采用真空低压烧结方式，预先在真空环境下加热到烧结温度为1500～1600℃，炉内压力为1MPa～5MPa，烧结时间为1～5h。2CN102560215A说明书1/5页一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金及制备方法技术领域[0001]本发明公开了一种金属间铝化物粘结的超细晶碳化钨基硬质合金及制备方法，具体说是一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金及制备方法。属于高性能结构材料领域。背景技术[0002]超细晶碳化钨基硬质合金因其高强度、高硬度和高耐磨性，被广泛用作切削刀具、矿山工具和耐磨材料。现有的超细晶碳化钨基硬质合金主要是由碳化钨和粘结相钴金属组成，钴属于战略资源稀缺资源，价格昂贵，且其高温抗氧化性和耐腐蚀性能差，限制了钴作为粘结相的碳化钨基硬质合金的进一步应用。因此寻找可替代钴金属的新型粘结相成为了工业生产中必修解决的问题。金属间铝化物具有高强度、高硬度、抗高温氧化和耐腐蚀性能等特征，可望作为碳化钨基硬质合金的粘结相，其中Ni3Al对WC润湿性与钴相当，因此，以Ni3Al为粘结相的碳化基硬质合金的性能可达到商用YG牌号性能。[0003]目前制备以Ni3Al为粘结相碳化基硬质合金的方法中主要采用真空热压烧结或等离子烧结方法制备。Ahmadian等先采用Ni和Al制备成Ni3Al预合金粉，然后把Ni3Al粉与WC粉混合，在真空热压烧结炉中制备成Ni3Al粘结WC复合材料(AhmadianM，WexlerD，ChandraT，CalkaA.Ab