CN104480334A - 一种纳米级硬质合金的制备方法 - Google Patents

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刘海军
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Abstract

本发明公开了一种纳米级硬质合金的制备方法，该方法以Fsss粒度小于0.2μm的WC粉末、Fsss粒度小于0.8μm的Co粉末为原料，以及碳化钒和碳化铬为抑制剂，经过配料、球磨、喷雾干燥、挤压成型、压力烧结工序，制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金。该纳米级硬质合金金相组织结构完整，具有高硬度、高强度等特性，能加工HRC硬度大于60°的高硬度材料，采用本发明纳米级硬质合金加工的，刀具的使用寿命能提高近30%，切削速度能提升10%。

Description

一种纳米级硬质合金的制备方法
技术领域
本发明属于硬质合金技术领域，具体涉及一种纳米级硬质合金的制备方法。
背景技术
纳米级硬质合金整体刀具主要是用来加工HRC硬度＞60°以上的难加工材料，且刀具的直径可做到￠＜0.15mm。目前，国内加工高硬度极微径硬质合金整体刀具基本上依赖进口，主要原因是国内无法制备纳米级WC，而且硬质合金生产难度较大，硬质合金材质满足不了要求。而加工高硬度的材料，采用晶粒度为0.5微米左右的硬质合金，加工的刀具等材料使用寿命低、表面光洁度差，因刀具磨损大，可导致材料尺寸精度低。针对目前的现状，江钨集团依托现有的棒材生产线和技术的积累，成功开发出纳米级WC，并相继研制出纳米级硬质合金，为纳米级硬质合金整体刀具加工提供了优质硬质合金材料。
发明内容
本发明通过优化硬质合金原料、抑制剂等的配料，以及球磨、烧结工艺技术参数，制备出纳米级硬质合金。
本发明一种纳米级硬质合金的制备方法技术方案：
以Fsss粒度小于0.2μm的WC粉末、Fsss粒度小于0.8μm的Co粉末为原料，以及碳化钒和碳化铬为抑制剂，经过配料、球磨、喷雾干燥、挤压成型、压力烧结工序，制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金；磨矿介质与物料的质量比为5.5：1，球磨时间70～80h；压力烧结工序中，烧结温度控制在1380～1390℃，烧结时间1～1.5h，烧结压力为9Mpa。
所述的WC粉末、Co粉末和抑制剂的质量比为(89～93)：(8～10):(0.8～1.6)。
所述的碳化钒和碳化铬抑制剂的质量比为0.8～1.6。
本发明的有益效果在于：
目前，加工高硬度的材料是晶粒度为0.5微米左右的硬质合金，加工的刀具等材料使用寿命低、表面光洁度差，因刀具磨损大，可导致材料尺寸精度低。本发明制备的纳米级硬质合金金相组织结构完整，具有高硬度、高强度等特性，能加工HRC硬度大于60°的高硬度材料，采用本发明纳米级硬质合金加工的，刀具的使用寿命能提高近30%，切削速度能提升10%。
附图说明
图1  纳米级硬质合金扫描电镜组织结构图；
图2  纳米级硬质合金的制备工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种纳米级硬质合金的制备方法。以纳米级Fsss粒度为0.2μm的WC粉末、Fsss粒度为小于0.8μm的Co粉末，以及少量抑制剂为原料，物料分别按90：9:1的质量比配制，碳化钒和碳化铬的质量比为1:2，其中WC粉末180KG、Co粉末18KG、碳化钒0.8KG和碳化铬1.6KG)。用300L的湿磨机球磨，超细硬质合金球与物料的质量比为5.5：1，球磨时间76h，然后将球磨后的物料喷雾干燥制粒，再压制成标准样品后进行烧结，烧结温度1390℃，烧结时间1h，烧结压力为9MPa。通过本实施例可制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金。
实施例2
以纳米级Fsss粒度为0.2μm的WC粉末、Fsss粒度为小于0.8μm的Co粉末，以及少量抑制剂为原料，分别按90：9:1的质量比配制物料，碳化钒和碳化铬的质量比为1:2，其中WC粉末180KG、Co粉末18KG、碳化钒0.8KG和碳化铬1.6KG。用300L得湿磨机球磨，超细硬质合金球与物料的质量比为5.5：1，球磨时间74h，然后将球磨后的物料喷雾干燥制粒，再压制成标准样品后进行烧结，烧结温度1385℃，烧结时间70min，烧结压力为9MPa。通过本实施例可制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金。
纳米级硬质合金合金的物理性能如下表。
                                                                 

Claims (3)

1.一种纳米级硬质合金的制备方法，其特征在于：以Fsss粒度小于0.2μm的WC粉末、Fsss粒度小于0.8μm的Co粉末为原料，以及碳化钒和碳化铬为抑制剂，经过配料、球磨、喷雾干燥、挤压成型、压力烧结工序，制备出晶粒度小于0.4μm的纳米级硬质合金；磨矿介质与物料的质量比为5.5：1，球磨时间70～80h；压力烧结工序中，烧结温度控制在1380～1390℃，烧结时间1～1.5h，烧结压力为9Mpa。
2.根据权利要求1所述的一种纳米级硬质合金的制备方法，其特征在于：所述的WC粉末、Co粉末和抑制剂的质量比为(89～93)：(8～10):(0.8～1.6)。
3.根据权利要求1所述的一种纳米级硬质合金的制备方法，其特征在于：所述的碳化钒和碳化铬抑制剂的质量比为0.8～1.6。
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