CN101818275B - 超细硬质合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超细硬质合金的制备方法，包括将各合金原料配料、球磨、湿磨、干燥、挤压成型和低压烧结而得超细硬质合金，其特征在于，所述的球磨过程冲入氩气作为保护气体；所述的合金原料选用Co粉和费氏粒度为0.3цm的WC粉，其中Co粉含量为6.0～6.5Wt％，碳平衡值为+0.25～+0.28％。本发明在球磨过程中冲入纯度大于等于99.996％的氩气作为保护气体，使得硬质合金中WC的平均晶粒度达到(0.4-0.5)цm，其抗弯强度大于4400N/mm2，硬质合金的硬度达到93.9-94.3HRA，并大大提高其耐磨性。

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。
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，目前国内外大量用于：难加工材料领域、微电子工业、精密模具、数控机床等。超细硬质合金的PCB钻头所采用的材质一般粒度0.3-0.5μm左右的碳化钨粉和重量百分比为6.5％左右粒度为0.9μm的Co粉，并添加重量百分比为0.6％左右的晶粒抑制剂Cr3C2粉、重量百分比为0.2％左右的晶粒抑制剂VC粉通过球磨、压制、烧结而成，由于原料粉末具有巨大的表面能，在球磨(60～72小时)极易氧化，而氧化的的粉末在烧结时致密化程度降低，从而孔隙度增大，同时在生产的硬质合金产品内部易生成脆性的脱碳相，使合金的抗弯强度显著降低，严重影响超细合金的使用性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超细硬质合金的制备方法，解决因原料粉末在球磨时氧化而使超细硬质合金抗弯强度显著降低的问题。因为超细WC在球磨时如果氧化严重，会导致在烧结时出现晶粒异常涨大，明显降低合金的强度。
为解决上述问题，本发明的技术方案是：一种超细硬质合金制备方法，包括将各合金原料配料、球磨、湿磨、干燥、挤压成型和低压烧结而得超细硬质合金，其特征在于，所述的球磨过程冲入氩气作为保护气体；所述的合金原料选用Co粉和费氏粒度为0.3μm的WC粉，其中Co粉含量为6.0～6.5Wt％，碳平衡值为+0.25～+0.28％。
优选地，所述的氩气纯度大于99.996％。
优选地，所述的合金原料还含有0.03～0.06Wt％的Cr3C2。在配料时加入Cr3C2，可在不降低超细硬质合金使用性能的情况下，提高其抗氧化性。
本发明的有益效果：本发明经过多次测试和计算，得出上述原料配比，以及控制碳平衡值，更重要的是考虑到超细WC在球磨时如果氧化严重，会导致在烧结时出现晶粒异常涨大，明显降低合金的强度，因此本发明在球磨过程中冲入纯度大于等于99.996％的氩气作为保护气体，使得硬质合金中WC的平均晶粒度达到(0.4-0.5)μm，其抗弯强度大于4400N/mm2，硬质合金的硬度达到93.9-94.3HRA，并大大提高其耐磨性。
具体实施方式
下列是结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
一种超细硬质合金制备方法，包括将各合金原料配料、球磨、湿磨、干燥、挤压成型和低压烧结而得超细硬质合金，在球磨过程冲入纯度大于99.996％的氩气作为保护气体；所述的合金原料为选用费氏粒度0.3μm左右的WC粉、Co粉和Cr3C2，其中Co粉含量为6.5Wt％，Cr3C2含量为0.05Wt％，WC粉含量93.45Wt％，碳平衡值为+0.26％。
实施例1制备的超细硬质合金和传统的未加入氩气保护制备的超细硬质合金物理性能比较，见下表：
  氩气保护(99.996％)   未充入氩气保护
  WC的平均晶粒度   0.43μm   0.6～0.7μm(有粗晶)
  抗弯强度   4500N/mm2   3300～3600N/mm2
  硬度   94.3HRA   ≤93.8HRA
实施例2
一种超细硬质合金制备方法，包括将各合金原料配料、球磨、湿磨、干燥、挤压成型和低压烧结而得超细硬质合金，在球磨过程冲入纯度大于99.996％的氩气作为保护气体；所述的合金原料为选用费氏粒度0.3μm左右的WC粉、Co粉和Cr3C2，其中Co粉含量为6.0Wt％，Cr3C2含量为0.05Wt％，WC粉93.95Wt％，原料碳平衡值为+0.28％。
实施例1制备的超细硬质合金和传统的未加入氩气保护制备的超细硬质合金物理性能比较，见下表：
  氩气保护(99.996％)   未充入氩气保护
  WC的平均晶粒度   0.43μm   0.6～0,7μm(有粗晶)
  抗弯强度   4500N/mm2   3300～3600N/mm2
  硬度   96.1HRA   ≤93.8HRA
实施例3
一种超细硬质合金制备方法，包括将各合金原料配料、球磨、湿磨、干燥、挤压成型和低压烧结而得超细硬质合金，在球磨过程冲入纯度大于99.996％的氩气作为保护气体；所述的合金原料为选用费氏粒度0.3μm左右的WC粉、Co粉和Cr3C2，其中Co粉含量为6.3Wt％，Cr3C2含量为0.04Wt％，WC粉93.66Wt％，碳平衡值为+0.27％。
实施例1制备的超细硬质合金和传统的未加入氩气保护制备的超细硬质合金物理性能比较，见下表：
  氩气保护(99.996％)   未充入氩气保护
  WC的平均晶粒度   0.44μm   0.6～0.7μm(有粗晶)
  抗弯强度   4500N/mm2   3300～3600N/mm2
  硬度   95.8HRA   ≤93.8HRA

Claims (1)

1.一种超细硬质合金制备方法，包括将各合金原料配料、球磨、湿磨、干燥、挤压成型和低压烧结而得超细硬质合金，其特征在于，所述的球磨过程充入氩气作为保护气体，所述的氩气纯度大于99.996%，所述的氩气压力控制在0.10～0.12MPa；所述的合金原料为Co粉、Cr3C2和费氏粒度为0.3μm的WC粉，其中Co粉含量为 6.0～6.5Wt%，原料碳平衡值为+0.25～+0.28%，Cr3C2含量为0.03～0.06Wt%。
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