CN103014471A - 一种硬质合金原料、矿用工具硬质合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬质合金原料、矿用工具硬质合金及其制备方法，所述硬质合金原料的组分及各组分的重量百分比是：碳化钨：84-94%；钴粉：5-15%；钽、铌、钒中至少一种元素的固溶体：0.5-3%；微量元素：0.3-2%；其中，所述碳化钨的粒度为1.8-4.0μm；所述微量元素包括Ni、Si、B、Sn、Al、Mg、P、Zn、B、As、Sb、Bi中的至少一种；所述制备方法包括：混合、干燥、成型、压制、烧结。本发明提供的硬质合金原料、矿用工具硬质合金及其制备方法，使用该硬质合金原料制备的硬质合金耐磨性好，使用寿命长，从而能降低矿用工具使用工况的运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金工艺，特别是硬质合金，具体涉及一种硬质合金原料、矿用工具硬质合金及其制备方法。
背景技术
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛应用在机械、建筑等领域，特别是矿山机械领域中的矿用工具硬质合金。
在矿山机械领域中，矿用工具在工作过程中所受的冲击力较大，对制成工具的硬质合金耐磨性要求较高。矿用工具硬质合金的主要成分有碳化钨和钴，钴的加入能够减少合金的脆性。但是，现有技术中，多采用粗颗粒的碳化钨作为合金原料，制成的合金韧性和塑性较好，但是存在耐磨性和强度方面不足等问题，制成的矿用工具容易磨损，使用寿命短，需要频繁，从而增加了矿山机械的运行成本。
发明内容
本发明的目的是克服以上缺点，提供一种硬质合金原料、矿用工具硬质合金及其制备方法，使用该硬质合金原料制备的硬质合金耐磨性、塑性和韧性好，且使用寿命长，从而能降低矿用工具使用工况的运行成本。
本发明的技术方案是：
一种硬质合金原料，其特征在于，所述硬质合金原料的组分及各组分的重量百分比是：碳化钨：84-94%；钴粉：5-15%；稀有金属：0.5-3%；微量元素：0.3-2%；其中，所述碳化钨的粒度为1.8-4.0μm；钽、铌、钒中至少一种元素的固溶体：0.5-3%；所述微量元素包括Ni、Si、B、Sn、Al、Mg、P、Zn、B、As、Sb、Bi中的至少一种。
进一步地，所述碳化钨的粒度为2.0-3.0μm。
进一步地，所述硬质合金原料的组分及各组分的重量百分比是：碳化钨：86-91%；钴粉：7-12%；钽、铌、钒中至少一种元素的固溶体：1-2%；微量元素：0.8-1.5%。
进一步地，所述固溶体为钽铌固溶体或钽铌钒固溶体。
一种矿用工具硬质合金，所述硬质合金由硬质合金原料制备成型，所述硬质合金原料的组分及各组分的重量百分比是：碳化钨：84-94%；钴粉：5-15%；钽、铌、钒中至少一种元素的固溶体：0.5-3%；微量元素：0.3-2%；其中，所述碳化钨的粒度为1.8-4.0μm；所述微量元素包括Ni、Si、B、Sn、Al、Mg、P、Zn、B、As、Sb、Bi中的至少一种。
进一步地，所述硬质合金的合金晶粒度为2.4-4.2μm。
一种矿用工具硬质合金的制备方法，所述制备方法的步骤如下：
a、将权利要求1中的硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合8-80小时，然后进行真空干燥；
b、在混合后的粉料中掺入成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照矿用工具的形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1350-1430°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，所述硬质合金的合金晶粒度为2.4-4.2μm。
进一步地，步骤a中球磨机磨球与所述硬质合金原料的重量比为1:1-4:1。
进一步地，所述成型剂为SBS橡胶或石蜡。
本发明提供的硬质合金原料、矿用工具硬质合金及其制备方法，与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明提供的硬质合金原料、矿用工具硬质合金及其制备方法，制得的硬质合金具有硬度高、耐磨性好，且塑性和韧性好的优点。本发明提供的硬质合金原料，组分为碳化钨粉、钴粉、稀有金属和微量元素，其中，碳化钨粉的粒度为1.8-4.0μm，碳化钨粉的粒度较细，较细的碳化钨颗粒分散在合金原料中，与钴粉、稀有金属固溶体和微量元素合金原料高度分散，钴粉作为粘结剂，从而增加了粘结面积，提高了粘结强度；采用本发明提供的硬质合金原料制备矿用工具硬质合金的方法中，磨球与原料的重量比为1:1-4:1，进一步细化合金原料的粒度，使制得的矿用工具硬质合金的硬度和强度都比现有技术中采用的粗合金原料制成的硬质合金高，硬度约提高1.5-2HRA。同时，硬质合金原料中含有微量元素，微量元素为Ni、Si、B、Sn、Al、Mg、P、Zn、B、As、Sb、Bi 中的至少一种，这些微量元素在一定的条件下具有促进晶粒长大的作用，使用本发明提供的硬质合金原料以及硬质合金的制备方法，将原料在球磨机中混合后，经成型、高温烧结工艺后得到的矿用工具硬质合金的合金晶粒度为2.4-4.2μm，合金的疲劳性能，特别是高温性能良好，保证了硬质合金的塑性和韧性。
因此，本发明提供的硬质合金原料以及矿用工具硬质合金制备方法，克服了现有技术中，合金原料颗粒细度减小而提高硬度的同时，降低合金强度、塑性与韧性的问题。
钽、铌、钒的固溶体以及钽铌钒组合的固溶体作为稀有金属，具有使晶粒均匀化的作用，特别是钽铌固溶体或钽铌钒固溶体，因采用多种元素组合，具有较好的综合力学性能，使适量的稀有金属固溶体加入到适量的合金原料中，在高温烧结的温度控制下，可明显提高合金的硬度，同时仍能保证足够高的强度、塑形和韧性。
本发明提供的硬质合金原料、矿用工具硬质合金及其制备方法，制得的矿用工具硬质合金，硬度为87-92HRA，强度为2500-3500N/mm2，与现有技术中采用粗颗粒的碳化钨为主要成分的合金原料制成的硬质合金相比，在保证矿用工具硬质合金塑性和韧性韧性的前提下，硬度提高了1.5-2HRA，从而提高了矿用工具硬质合金的耐磨性。
2、本发明提供的矿用工具硬质合金，具有使用寿命长的优点。使用本发明硬质合金原料制作得到的矿用工具硬质合金，硬度提高，耐磨性提高，相应地，矿用工具的使用寿命延长。如：用本发明的硬质合金原料制得的制砂机抛料头合金条，使用寿命为100-160小时，与现有技术中的抛料头合金条使用寿命相比，提高了30-40%，从而降低了制砂机的运行成本。
3、使用本发明提供的硬质合金原料制备矿用工具硬质合金的工艺中，合金原料的混合时间减少，可缩短矿用工具硬质合金的生产周期，降低生产运行成本。本发明提供的硬质合金原料，碳化钨粉末的粒度为1.8-4.0μm，粒度较小，在合金原料混磨的过程中，磨球与原料的重量比为1:1-4:1，磨粉效果好，且可减少磨粉的时间，从而缩短矿用工具硬质合金的生产周期，降低生产运行成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中 的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：500kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽固溶体 | Ni |
| 重量（Kg） | 420 | 75 | 2.5 | 2.5 |
| 重量百分比（%） | 84.00% | 15.00% | 0.50% | 0.50% |
其中，碳化钨的粒度为3.0-4.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合80小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为1:1。
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1350°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，硬质合金的合金晶粒度为2.4μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.3g/cm2，硬度为87.5HRA，强度为3500N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用100小时。
实施例2
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：300kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌固溶体 | Zn |
| 重量（Kg） | 279 | 15 | 3 | 3 |
| 重量百分比（%） | 93% | 5% | 1% | 1% |
其中，碳化钨的粒度为1.8-2.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合36小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为2:1；
b、在混合后的粉料中掺入石蜡作为成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1380°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，硬质合金的合金晶粒度为3.0μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.95g/cm2，硬度为92HRA，强度为2500N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用160小时。
实施例3
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：400kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 铌固溶体 | B |
| 重量（Kg） | 340 | 40 | 12 | 8 |
| 重量百分比（%） | 85% | 10% | 3% | 2% |
其中，碳化钨的粒度为2.0-3.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合24小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为2.8:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1400°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.2μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.58g/cm2，硬度为88.5HRA，强度为3000N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用125小时。
实施例4
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：400kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌固溶体 | Sn |
| 重量（Kg） | 376 | 20 | 2.8 | 1.2 |
| 重量百分比（%） | 94% | 5% | 0.7% | 0.3 |
其中，碳化钨的粒度为2.5-3.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合8小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为4:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1420°的温度下烧结,得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为4.2μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.9g/cm2，硬度为91.5HRA，强度为3400N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用158小时。
实施例5
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：500kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌固溶体 | As、Sb、Bi |
| 重量（Kg） | 460 | 30 | 5 | 5 |
| 重量百分比（%） | 92% | 6% | 1% | 1% |
其中，碳化钨的粒度为3.5-4.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合16小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为3:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1430°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.6μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.8g/cm2，硬度为91.5HRA，强度为2600N/mm2，矿用工具硬质合金的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用150小时。
实施例6
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：300kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌固溶体 | Si、Sn |
| 重量（Kg） | 258 | 33 | 4.5 | 4.5 |
| 重量百分比（%） | 86% | 11% | 1.5% | 1.5% |
中，碳化钨的粒度为2.0-3.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合36小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为2:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1425°的温度下烧结,得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.6μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.5g/cm2，硬度为88HRA，强度为3100N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用110小时。
实施例7
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：300kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌钒固溶体 | B、Al |
| 重量（Kg） | 273 | 21 | 3 | 3 |
| 重量百分比（%） | 91% | 7% | 1% | 1% |
其中，碳化钨的粒度为1.8-3.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合12小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为3.6:1；
b、在混合后的粉料中掺入成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1410°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.2μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.72g/cm2，硬度为91HRA，强度为2750N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用145小时。
实施例8
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：300kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌钒固溶体 | Mg |
| 重量（Kg） | 261 | 29.4 | 6 | 3.6 |
| 重量百分比（%） | 87% | 9.8% | 2% | 1.2% |
其中，碳化钨的粒度为2.2-3.5μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合12小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为3.5:1；
b、在混合后的粉料中掺入石蜡作为成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1360°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.0μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.57g/cm2，硬度为90HRA，强度为3000N/mm2，矿用工具硬质合金的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用130小时。
实施例9
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：400kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌固溶体 | P |
| 重量（Kg） | 356 | 34 | 6.8 | 3.2 |
| 重量百分比（%） | 89% | 8.5% | 1.7% | 0.8% |
其中，碳化钨的粒度为2.0-3.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合8小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为3.9:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1390°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.0μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.63g/cm2，硬度为89.5HRA，强度为2850N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用125小时。
实施例10
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：400kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钒固溶体 | Ni、Zn |
| 重量（Kg） | 352 | 40 | 3.2 | 4.8 |
| 重量百分比（%） | 88% | 10% | 0.8% | 1.2% |
其中，碳化钨的粒度为2.2-2.5μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合8小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为4:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1425°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.2μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.52g/cm2，硬度为89HRA，强度为2980N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用120小时。
实施例11
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：400kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌固溶体 | Sn、稀土元素 |
| 重量（Kg） | 352 | 34.4 | 10 | 3.6 |
| 重量百分比（%） | 88% | 8.6% | 2.5% | 0.9% |
其中，碳化钨的粒度为2.5-2.8μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合16小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为3:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1430°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为2.4μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.62g/cm2，硬度为90HRA，强度为2860N/mm2，矿用工具硬质合金的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用130小时。
实施例12
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：500kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌钒固溶体 | Si、Sn |
| 重量（Kg） | 435 | 48 | 10 | 7 |
| 重量百分比（%） | 87% | 9.6% | 2% | 1.4% |
其中，碳化钨的粒度为2.5-3.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合32小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为2.2:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1420°的温度下烧结,得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.0μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.57g/cm2，硬度为89.5HRA，强度为2960N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用125小时。
实施例13
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：300kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌钒固溶体 | Mg、Ni、稀土元素 |
| 重量（Kg） | 267 | 27.6 | 3.6 | 1.8 |
| 重量百分比（%） | 89% | 9.2% | 1.2% | 0.6% |
其中，碳化钨的粒度为2.0-3.0μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合24小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为2.5:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1418°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.0μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.64g/cm2，硬度为89.5HRA，强度为2880N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用130小时。
实施例14
硬质合金原料的各组分及各组分的含量如下（总重量为：300kg）：
| 组分 | 碳化钨 | 钴粉 | 钽铌固溶体 | B、Al |
| 重量（Kg） | 270 | 25.2 | 2.7 | 2.1 |
| 重量百分比（%） | 90% | 8.4% | 0.9% | 0.7% |
其中，碳化钨的粒度为3.0-3.5μm。
用上述硬质合金原料制备矿用工具硬质合金，制备方法的步骤如下：
a、将上述硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合16小时，然后进行真空干燥；其中，球磨机磨球与硬质合金原料的重量比为3.5:1；
b、在混合后的粉料中掺入SBS橡胶成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照合金矿用工具形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1378°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，该硬质合金的合金晶粒度为3.6μm。
根据上述制备方法制备得到的矿用工具硬质合金，密度为14.72g/cm2，硬度为90.5HRA，强度为2870N/mm2，矿用工具的使用寿命延长，如制备得到的制砂机抛料头合金条，使用寿命为连续使用140小时。
本发明提供的硬质合金原料，适用于制备不同种类的矿用工具硬质合金，特别适用于制造制砂机抛料头的合金条。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种硬质合金原料，其特征在于，所述硬质合金原料的组分及各组分的重量百分比是：
碳化钨：84-94%；
钴粉：5-15%；
钽、铌、钒中至少一种元素的固溶体：0.5-3%；
微量元素：0.3-2%；
其中，所述碳化钨的粒度为1.8-4.0μm；所述微量元素包括Ni、Si、B、Sn、Al、Mg、P、Zn、B、As、Sb、Bi中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的硬质合金原料，其特征在于，所述碳化钨的粒度为2.0-3.0μm。
3.根据权利要求2所述的硬质合金原料，其特征在于，所述硬质合金原料的组分及各组分的重量百分比是：碳化钨：86-91%；钴粉：7-12%；钽、铌、钒中至少一种元素的固溶体：1-2%；微量元素：0.8-1.5%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的硬质合金原料，其特征在于，所述固溶体为钽铌固溶体或钽铌钒固溶体。
5.一种矿用工具硬质合金，其特征在于，所述硬质合金由硬质合金原料制备成型，所述硬质合金原料的组分及各组分的重量百分比是：碳化钨：84-94%；钴粉：5-15%；钽、铌、钒中至少一种元素的固溶体：0.5-3%；微量元素：0.3-2%；其中，所述碳化钨的粒度为1.8-4.0μm；所述微量元素包括Ni、Si、B、Sn、Al、Mg、P、Zn、B、As、Sb、Bi中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的矿用工具硬质合金，其特征在于，所述硬质合金的合金晶粒度为2.4-4.2μm。
7.一种矿用工具硬质合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤如下：
a、将权利要求1中的硬质合金原料加入球磨机，并注入工业酒精后混合8-80小时，然后进行真空干燥；
b、在混合后的粉料中掺入成型剂，再次进行真空干燥；
c、将加入成型剂后的粉料按照矿用工具的形状压制成毛坯；
d、将成型毛坯在1350-1430°的温度下烧结，得到矿用工具硬质合金，所述硬质合金的合金晶粒度为2.4-4.2μm。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤a中球磨机磨球与所述硬质合金原料的重量比为1:1-4:1。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述成型剂为SBS橡胶或石蜡。
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