CN106191607A

CN106191607A - 一种硬质合金棒材及其制造方法

Info

Publication number: CN106191607A
Application number: CN201610689605.5A
Authority: CN
Inventors: 王忠平; 郭光富; 蔡家礼; 金江; 董纯洁
Original assignee: Heyuan Fuma Cemented Carbide Co Ltd
Current assignee: Heyuan Fuma Cemented Carbide Co Ltd
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2016-12-07

Abstract

本发明公开了一种硬质合金棒材及其制造方法，由如下重量份的原料组成：WC 粉末 60‑70 份、Co 粉末 0.3‑0.8 份、TaC 2.5‑3.5份、NbC 1‑3份、MoC 7‑10份、ZrC 5‑8份、TiC 20‑30份，按照比例将各原料混合，在行星式球磨机上球磨，球磨机内设置有聚丙二醇醚、聚醚酯或脂肪酸酯，球磨30‑40h 后喷雾干燥制粒，然后挤压成型、真空脱蜡烧结。本发明得到了高硬度、高断裂韧性、高抗压强度的合金，属于新型硬质合金棒材，可工业化生产。

Description

一种硬质合金棒材及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种硬质合金棒材的制造方法，特别是涉及轻质高强度硬质合金棒材及其制造方法。

背景技术

硬质合金是以难熔金属碳化物 (WC 和TiC 等)为基体，铁族金属 (Co, Fe和Ni)作为黏结相，用粉末冶金方法制造的一种复合结构材料，因具有高强度高硬度及良好的耐磨性，在金属切削、金属成型工具、矿山采掘、石油钻井、国防军工及石材、木材切割等方面获得了广泛应用，被喻为“现代工业的牙齿”，其中以钴作为黏结相的 WC-Co 系硬质合金研究和应用最为广泛。超细晶 WC-Co 合金因具有高强度与高断裂韧性的双高特点，被广泛用作精密切削刀具材料。超细晶 WC-Co 合金的制备通常采用超细或纳米级 WC 粉烧结制备而成。但在传统液相无压烧结过程中，超细或纳米晶 WC 颗粒易于发生异常长大现象。如何控制 WC 的长大成为制备超细晶硬质合金的关键技术之一。随着工业的不断发展，钴的应用越来越广泛，而钴资源也不断减少，从而提高了碳化基硬质合金的生产成本，限制了钴的进一步应用。为进一步改善碳化钨基硬质合金的断裂韧性等综合性能，寻找无毒且能满足要求的新型黏结相，成为了重要的研究内容之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硬度高，不易断裂的硬质合金棒材及其制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种硬质合金棒材，由如下重量份的原料组成：WC 粉末 60-70 份、Co 粉末 0.3-0.8份、TaC 2.5-3.5份、、NbC 1-3份、MoC 7-10份、ZrC 5-8份、TiC 20-30份。

由如下重量份的原料组成：WC 粉末 65-70 份、Co 粉末 0.5-0.8 份、TaC 3.0-3.5份、、NbC 2-3份、MoC 8-10份、ZrC 6-8份、TiC 25-30份。

由如下重量份的原料组成：WC 粉末 68 份、Co 粉末 0.7 份、TaC 3.3份、、NbC2.5份、MoC 9份、ZrC 7份、TiC 28份。

所述的 WC 粉末的晶粒度为 110nm，Co 粉末的晶粒度为 0.3μm，NbC粉末的晶粒度为 3μm。

所述合金棒材原料还包括 5-15 份的聚丙二醇醚、聚醚酯或脂肪酸酯。

一种硬质合金棒材的制造方法，包括如下步骤：

将 WC 粉末，Co 粉末，NbC粉末、TaC 粉末、MoC粉末、ZrC粉末和TiC粉末按比例混合后，在行星式球磨机上球磨，球磨机内设置有聚丙二醇醚、聚醚酯或脂肪酸酯，球磨30-40h 后喷雾干燥制粒，然后挤压成型、真空脱蜡烧结，所述烧结时，挤压成型的棒材坯料以棒材长度中点为旋转中心竖直旋转，所述竖直旋转的转动平面与水平面垂直，所述烧结时在真空炉温度分别达到 240 ～250℃、570 ～580℃、820～830℃以及 1200 ～ 1250℃ 时保温20～30min，在真空炉温度达到1400～1450℃时经过50 ～ 60min 降温至1250～1300℃后继续加热至 1480～1500℃保温50～ 60min，随后自然冷却。

所述竖直旋转的转动速度为2～4r/min。

所述保温时，竖直旋转的转动速度为 2r/min，其余时间转动速度为 4r/min。

本发明得到的硬质合金棒材，具有高硬度、高断裂韧性、高抗压强度的特点，属于新型硬质合金棒材，可工业化生产。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

实施例一

一种硬质合金棒材的制造方法，包括如下步骤：将60份的WC 粉末、 0.3份的Co 粉末、2.5份的TaC、1份的NbC、7份的MoC、5份的ZrC和20份的TiC混合，在行星式球磨机上球磨，球磨机内设置有聚丙二醇醚、聚醚酯或脂肪酸酯，球磨30h 后喷雾干燥制粒，然后挤压成型、真空脱蜡烧结，所述烧结时，挤压成型的棒材坯料以棒材长度中点为旋转中心竖直旋转，所述竖直旋转的转动平面与水平面垂直，所述烧结时在真空炉温度分别达到 240℃、570℃、820℃以及1200℃ 时保温20min，在真空炉温度达到1400℃时经过50min 降温至1250℃后继续加热至 1480℃保温50min，随后自然冷却，得到硬质合金棒材。竖直旋转的转动速度为2～4r/min。保温时，竖直旋转的转动速度为 2r/min，其余时间转动速度为 4r/min。

实施例二

一种硬质合金棒材的制造方法，包括如下步骤：将65份的WC 粉末、 0.5份的Co 粉末、3.0份的TaC、2份的NbC、8份的MoC、7份的ZrC和25份的TiC混合，在行星式球磨机上球磨，球磨机内设置有聚丙二醇醚、聚醚酯或脂肪酸酯，球磨35h 后喷雾干燥制粒，然后挤压成型、真空脱蜡烧结，所述烧结时，挤压成型的棒材坯料以棒材长度中点为旋转中心竖直旋转，所述竖直旋转的转动平面与水平面垂直，所述烧结时在真空炉温度分别达到 245℃、575℃、825℃以及1220℃ 时保温25min，在真空炉温度达到1420℃时经过55min 降温至1270℃后继续加热至 1490℃保温55min，随后自然冷却，得到硬质合金棒材。竖直旋转的转动速度为2～4r/min。保温时，竖直旋转的转动速度为 2r/min，其余时间转动速度为 4r/min。

实施例三

一种硬质合金棒材的制造方法，包括如下步骤：将70份的WC 粉末、 0.8份的Co 粉末、3.5份的TaC、3份的NbC、10份的MoC、8份的ZrC和30份的TiC混合，在行星式球磨机上球磨，球磨机内设置有聚丙二醇醚、聚醚酯或脂肪酸酯，球磨40h 后喷雾干燥制粒，然后挤压成型、真空脱蜡烧结，所述烧结时，挤压成型的棒材坯料以棒材长度中点为旋转中心竖直旋转，所述竖直旋转的转动平面与水平面垂直，所述烧结时在真空炉温度分别达到 220℃、580℃、830℃以及1250℃ 时保温30min，在真空炉温度达到1450℃时经过60min 降温至1300℃后继续加热至 1500℃保温60min，随后自然冷却，得到硬质合金棒材。竖直旋转的转动速度为2～4r/min。保温时，竖直旋转的转动速度为 2r/min，其余时间转动速度为 4r/min。

需要说明的是，以上所述并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的创造构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种硬质合金棒材，其特征在于，由如下重量份的原料组成：WC 粉末 60-70 份、Co粉末 0.3-0.8 份、TaC 2.5-3.5份、、NbC 1-3份、MoC 7-10份、ZrC 5-8份、TiC 20-30份。

2.根据权利要求 1 所述的硬质合金棒材，其特征在于，由如下重量份的原料组成：WC粉末 65-70 份、Co 粉末 0.5-0.8 份、TaC 3.0-3.5份、、NbC 2-3份、MoC 8-10份、ZrC 6-8份、TiC 25-30份。

3.根据权利要求2所述的硬质合金棒材，其特征在于，由如下重量份的原料组成：WC粉末 68 份、Co 粉末 0.7 份、TaC 3.3份、、NbC 2.5份、MoC 9份、ZrC 7份、TiC 28份。

4.根据权利要求３所述的硬质合金棒材，其特征在于，所述的 WC 粉末的晶粒度为110nm，Co 粉末的晶粒度为 0.3μm，NbC粉末的晶粒度为 3μm。

5.根据权利要求4所述的硬质合金棒材，其特征在于，所述合金棒材原料还包括 5-15份的聚丙二醇醚、聚醚酯或脂肪酸酯。

6.根据权利要求 1～5 任一项所述的硬质合金棒材的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的硬质合金棒材的制造方法，其特征在于，所述竖直旋转的转动速度为2～4r/min。

8.根据权利要求 7所述的硬质合金棒材的制造方法，其特征在于：所述保温时，竖直旋转的转动速度为2r/min，其余时间转动速度为 4r/min。