CN107245627A - 一种硬质合金配方 - Google Patents

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嵇建斌
胡光强
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Abstract

本发明公开了一种硬质合金配方，包括以质量份计的以下组分：80‑92份的WC、4.5‑11.7份的Co、3‑7.5份的Ni、0.1‑0.4份的P、0.4‑0.8份的添加剂、0.1‑0.4份Y2O3、0.2‑0.7份的VC、1.3‑1.8的石蜡和25‑35份的无水乙醇。该硬质合金在提高其硬度的同时可以保证韧性。

Description

一种硬质合金配方
技术领域
本发明属于金属冶炼领域，具体涉及一种硬质合金配方。
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、耐腐蚀等一系列优良性能，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。但是硬质合金属于脆性材料，硬度和韧性之间是相互矛盾的关系，在提高硬度的同时必定削减强度和韧性值，反之亦然。随着工业的迅速发展，人们对硬质合金的硬度和强度要求越来越高，所以需要一种出具有“高硬度、高强度”性能的硬质合金。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硬质合金配方，该硬质合金在提高其硬度的同时可以保证韧性。
为达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种硬质合金配方，包括以质量份计的以下组分：80-92份的WC、4.5-11.7份的Co、3-7.5份的Ni、0.1-0.4份的P、0.4-0.8份的添加剂、0.1-0.4份Y2O3、0.2-0.7份的VC、1.3-1.8份的石蜡和25-35份的无水乙醇。
采用本基础方案时，添加Y2O3后，合金晶粒变细，孔隙度变小，超细的Y2O3颗粒钉扎在WC晶粒边界处，使得WC晶粒聚合生长受到阻碍以及在液相中的扩散溶解受到阻碍，抑制了晶粒的长大；另一方面，Y2O3与合金中的O、S、N等杂质发生反应生成难熔化合物，减少气体析出和空隙产生，净化了WC-Co界面并改善其湿润性同时沉积在WC晶界处形成弥散质点，阻碍WC晶界的迁移，同样起到细化晶粒的作用。此外，Y2O3的添加会降低钴相中出现液相的温度，并延缓WC的析出，当WC从过饱和度较大的状态析出时，WC晶粒形核速率远远大于长大速率，从而达到细化晶粒的效果。在硬质合金中加入P元素可以提高抗弯强度，但是也会导致胎体形成局部缺陷，而为了弥补这种缺陷，在配方中加入Ni来替代部分Co，使基体的致密化过程有充分的时间进行。合金化过程进行的时间相对延长,胎体性能得到改善。石蜡作为成型剂，无水乙醇是混料时的分散介质。本方案中通过加入Y2O3达到细化晶粒的作用并通过加入P来提高抗弯强度，并用Ni来代替部分Co改善性能，使得该硬质合金在保证其有硬度的同时也能保证韧性。
优选方案一：作为基础方案的优选方案，包括以质量份计的以下组分：85-90份的WC、6-9份的Co、4-6份的Ni、0.2-0.4份的P、0.5-0.7份的添加剂、0.2份Y2O3、0.3-0.6份的VC、1.4-1.7份的石蜡和27-32份的无水乙醇，这样使得硬质合金性能更好。
优选方案二：作为基础方案的优选方案，包括以质量份计的以下组分：85份的WC、8份的Co、5份的Ni、0.3份的P、0.5份的添加剂、0.3份Y2O3、0.5份的VC、1.5份的石蜡和30份的无水乙醇，可以使得硬质合金的性能达到更好。
优选方案三：作为基础方案或优选方案一或优选方案二的优选方案，所述添加剂由Cr3C2和C3N4构成，其中Cr3C2和C3N4的比例为2:1，添加剂，尤其是Cr3C2可以抑制晶粒长大，而C3N4的硬度较大，可以提高硬质合金的抗冲击性能，提高使用寿命。
优选方案四：作为优选方案三的优选方案，所述WC的粒度为0.8-1.1μm，粒度较细的硬质合金具有高硬度、高耐磨性等优良性能，而粒度较粗硬质合的断裂韧性高。而采用粒度为0.8-1.1μm的硬质合金，可以获得具有良好硬度和断裂韧性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
本方案中制备硬质合金的方法包括如下步骤：
步骤(1)：配制混合料：其具体含量及成分参见表1；
步骤(2)：球磨：将步骤(1)中的混合料放入球磨机中球磨22-30h，得到混合浆料；
步骤(3)：干燥制粒：将步骤(2)中的混合浆料干燥1-3h，然后进行制粒得到混合料
步骤(4)：烧结：在真空度为8Pa，1250℃的环境下烧结。
采用本方案的组分及配比的各个实施例与对比例的具体数据与表1所示：
表1
对表1中的各个实施例及对比例制得的硬质合金的参数进行测定，得到表2：
表2
从表2中的各个数据对比可以得出，本方案中的本方案中通过加入Y2O3达到细化晶粒的作用并通过加入P来提高抗弯强度，使得该合金在保证其硬度的同时也能保证韧性。而且同对比例5可以看出，在加入P时并用Ni替代部分Co可以改善硬质合金性能，而且控制WC的粒度为0.8-1.1μm可以获得具有良好硬度和断裂韧性。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种硬质合金配方，其特征在于，包括以质量份计的以下组分：80-92份的WC、4.5-11.7份的Co、3-7.5份的Ni、0.1-0.4份的P、0.4-0.8份的添加剂、0.1-0.4份Y2O3、0.2-0.7份的VC、1.3-1.8份的石蜡和25-35份的无水乙醇。
2.根据权利要求1所述的一种硬质合金配方，其特征在于，包括以质量份计的以下组分：83-90份的WC、6-9份的Co、4-6份的Ni、0.2-0.4份的P、0.5-0.7份的添加剂、0.2份Y2O3、0.3-0.6份的VC、1.4-1.7的石蜡和27-32份的无水乙醇。
3.根据权利要求1所述的一种硬质合金配方，其特征在于，包括以质量计的以下组分：85份的WC、8份的Co、5份的Ni、0.3份的P、0.5份的添加剂、0.3份Y2O3、0.5份的VC、1.5份的石蜡和30份的无水乙醇。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种硬质合金配方，其特征在于，所述添加剂由Cr3C2和C3N4构成，其中Cr3C2和C3N4的比例为2:1。
5.根据权利要求4所述的一种硬质合金配方，其特征在于，所述WC的粒度为0.8-1.1μm。
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