CN102943196A - 一种环保工程耐磨耐蚀材料及制备方法 - Google Patents

一种环保工程耐磨耐蚀材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种环保工程用耐磨材料的制备方法，其具体的步骤为先对0.4～0.6μm的超细粉末按一定比例混合，并添加Cr3C2与TaC作为抑制剂，然后经过高能球磨和压制成工件，最后在真空烧结炉中烧结成型。本发明得到的超细硬质合金具有高的强度硬度和耐磨性，适用于用作环保工程用耐磨材料。

Description

一种环保工程耐磨耐蚀材料及制备方法
技术领域
一种环保工程耐磨耐蚀材料及制备方法，属于硬质合金领域。
背景技术
磨擦和磨损是与机械设备整个运转系统有关的复杂过程，影响因素很多，相应地减少摩擦和提高耐磨性的措施也是多方面的。然而摩擦和磨损毕竟是发生在材料的表面层，因此材料本身的特性是一个最基本的影响因素。随着科学技术和国民经济的高速发展，机械设备的运转速度越来越高，受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快，其使用寿命越来越成为影响现代机械设备(特别是高速运转的自动生产线)生产效率的重要因素。近十年来，国内采用硬质合金制作易磨损件的领域不断扩大，硬质合金的用量急剧增加。用于制作易磨损件的硬质合金如此高速增长，主要原因是用其制作的易磨损件的使用寿命是用其他金属耐磨材料制作的易磨损件的几倍、几十倍、甚至上百倍。
硬质合金是用粉末冶金方法生产，由硬质的碳化物和软质的粘接金属组成的硬质合金，因而具有高的强度和硬度，耐磨性好，红硬性好，热膨胀系数小，弹性模量高以及化学稳定性好等一系列优良性能。
尤其是当硬质合金材料的晶粒度达到0.1～0.6μm以后(即超细尺寸)，其硬度和强度将有大的突破，在环保工程领域有大量的应用。目前制造超细硬质合金的方法主要为采取超细的WC粉末，超细的Co粉，并添加一定量的晶粒抑制剂。其中超细WC粉末的制备方法主要有直接碳化法、氢气还原WOX碳化法、流化床还原碳化法，添加的晶粒抑制剂主要有：VC、Cr3C2、NbC、TaC、TiC、ZrC、Mo2C和HfC等。
但是，目前的超细硬质合金耐磨耐蚀材料在制备过程中仍然存在团聚和晶粒异常长大等问题。
发明内容
本发明主要针对环保工程用耐磨耐蚀材料在球磨过程中容易团聚，在烧结过程中易长大等问题等特点，采取不同的措施。其过程主要包括粉末的配制，高能球磨，压制成型和真空烧结四个步骤：
(1)先对粒度为0.4～0.6μm的超细WC粉末，粒度为0.8～1.2μm的Co粉，粒度为1.0～1.5μm的Cr3C2和TaC粉末进行一定比例的配制成混合粉末；
(2)对混合粉末进行高能球磨处理；
(3)将球磨处理后的粉末压制成生坯；
(4)对生坯进行真空烧结；
本发明的耐磨耐蚀材料材料的制备方法，进一步特征：
(1)Co粉为5.0～7.0wt％，抑制剂Cr3C2和TaC为0.4～0.6％(质量比例为1∶1)，其余为超细WC；
(2)将配制好的混合粉末，在行星式球磨机中进行高能球磨处理，球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为200～400r/min，研磨时间为24～36h，研磨球为直径Φ6mm的超细硬质合金球，球料比(wt％)为50∶1～100∶1；
(3)利用真空干燥炉将球磨后的粉末干燥，添加80％的SD橡胶成型剂干燥后在200T压力机上进行压制成型；
(4)压制成型的生坯在真空烧结炉中烧结成型，其中真空度为1～5Pa，烧结温度为1420C，保温30min；
本发明的优点在于：该方法生产的硬质合金具有高硬度，高强度，高韧性，高热导率和高的耐磨性能，材料的强度和耐磨性好，适合环保工程领域的应用。
具体实施方式
实例1：称取超细WC粉末92.9g，Co粉为6.5g，抑制剂(Cr3C2、TaC，质量比例为1∶1)0.6g配制成混合粉末。将配制好的混合粉末，在行星式球磨机中进行高能球磨处理，其中球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为400r/min，研磨时间为36h，研磨球为直径Φ8mm超细硬质合金球，球料比(wt％)为100∶1。利用真空干燥炉将球磨后的粉末干燥，添加80％的SD橡胶成型剂，干燥后在200T压力机上进行压制成型。压制成型的生坯在真空烧结炉中烧结成型，其中真空度为1～5Pa，烧结温度为1420℃，保温30min。
实例2：称取超细WC粉末94.1g，Co粉为5.5g，抑制剂(Cr3C2、TaC，质量比例为1∶1)0.4g配制成混合粉末。将配制好的混合粉末，在行星式球磨机中进行高能球磨处理，其中球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为400r/min，研磨时间为36h，研磨球为直径Φ8mm超细硬质合金球，球料比(wt％)为100∶1。利用真空干燥炉将球磨后的粉末干燥，添加加80％的SD橡胶成型剂，干燥后在200T压力机上进行压制成型。压制成型的生坯在真空烧结炉中烧结成型，其中真空度为1～5Pa，烧结温度为1420℃，保温30min。

Claims (2)

1.一种环保工程耐磨耐蚀材料及制备方法的制备方法，其特征在于主要包括粉末的配制，高能球磨，压制成型和真空烧结四个步骤： 
(1)先对粒度为0.4～0.6μm的超细WC粉末，粒度为0.8～1.2μm的Co粉，粒度为1.0～1.5μm的Cr3C2和TaC粉末进行一定比例的配制成混合粉末； 
(2)对混合粉末进行高能球磨处理； 
(3)将球磨处理后的粉末压制成生坯； 
(4)对生坯进行真空烧结。
2.根据权利要求1所述的一种环保工程耐磨耐蚀材料及制备方法，其进一步特征是： 
(1)Co粉为5.0～7.0wt％，抑制剂Cr3C2和TaC为0.4～0.6％(质量比例为1∶1)，其余为超细WC； 
(2)将配制好的混合粉末，在行星式球磨机中进行高能球磨处理，球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为200～400r/min，研磨时间为24～36h，研磨球为直径Φ6mm的超细硬质合金球，球料比(wt％)为50∶1～100∶1； 
(3)利用真空干燥炉将球磨后的粉末干燥，添加80％的SD橡胶成型剂干燥后在200T压力机上进行压制成型； 
(4)压制成型的生坯在真空烧结炉中烧结成型，其中真空度为1～5Pa，烧结温度为1420℃，保温30min。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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