CN107955898A - 硬质合金材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了硬质合金材料及其制造方法，所述硬质合金材料按质量百分比记包括：WC％70～80％，TaC4％～8％，Co6％～10％，NbC2％～4％，TiC6％～10％，Cr3C20.5％～1.5％，其他0.5％。其制造方法包括研磨、烘干、制粒、压制成型、真空烧结、冷却、过压处理等过程。本发明能有效改善硬质合金的致密度和间隙度；提高硬质合金的强度和硬度；同是还能有效提高硬质合金的导热性；提高硬质合金的使用范围。

Description

硬质合金材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，特别涉及一种强度、硬度较高，适合用于刀具加工基材的硬质合金材料及其制造方法。
背景技术
硬质合金以其高硬度、高强度、高耐磨性与耐高温性等特性有着广泛的用途，目前国内外大量用于机械加工、石油、矿山、精密模具、数控机床等。满足了现代工业和特种难加工材料的发展。硬质合金的制备一般要经过配料、湿磨、干燥、成型及烧结等工艺步骤。但是，现有的硬质合金材料在生产过程中由于生产工艺不够合理，存在间隙过大，材料强度和硬度不够高等技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种对硬质合金材料生产制造工艺进行了改进，且有效降低材料的间隙度，提高强度和硬度的硬质合金材料及其制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
硬质合金材料，所述硬质合金材料按质量百分比记包括：WC％70～80％，TaC4％～8％，Co6％～10％，NbC2％～4％，TiC6％～10％，Cr3C20.5％～1.5％，其他1％。
进一步地，所述WC质量百分比为75％，所述TaC的质量百分比为5％，所述TiC的质量百分比为7.5％，所述NbC的质量百分比为3％，所述Cr3C2的质量百分比为1％，所述Co的质量百分比为8％。
硬质合金材料的制造方法，包括以下的顺利步骤：
1)研磨：将配好的材料加入到球磨机，球料质量比为6～7:1；使用酒精做湿磨介质，液固比为400ml～700ml:1KG；球磨120小时；
2)烘干：将研磨后的粉末用800目的滤网进行过滤，沉淀12小时；进行烘干；烘干时空气含氧量在0.03％以下，烘干6小时；
3)制粒：将经过烘干的混合物加入SBS进行干燥，同时采用制粒机进行制粒，使用800目的滤网进行过滤；
4)压制成型：将金属粉末在磨具内进行研制造型；
5)真空烧结：使用真空炉进行烧结，分别进行脱蜡、预烧、烧结；
6)冷却：加入氩气进行冷却，冷却到200℃以下出炉；
7)过压处理：放置到过压炉进行施压烧结；加压压力为5MPa；时间为6h。
进一步地，所述的真空烧结，烧结阶段的温度在1400℃～1460℃时保持烧结时间50min～70min。
进一步地，所述的过压处理，烧结温度在1300℃～1400℃时保持烧结时间35min～40min。
采用上述技术方案，由于采用了WC％70～80％，TaC4％～8％，Co6％～10％，NbC2％～4％，TiC6％～10％，Cr3C20.5％～1.5％。WC、Co有效保证了材料的强度和硬度，TiC有效提高了材料的硬度，同时TaC、Cr3C2在烧结过程中有效抑制了晶粒过大，保证了材料的致密度；通过NbC改善了合金的导热性，使得合金材料在使用过程中有效将产生热量及时传导出去，尤其在使用合金材料作为基材生产制造刀具等时，加工时刀刃不会因为出现过热而烧蚀。同时对传统合金生产制造方法进行了有效改进，尤其在合金生产过程中在烧结工艺之后增加了过压处理，有效提高了合金的致密度，改善了合金的间隙度，进一步增强了合金强度和硬度。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
硬质合金材料，所述硬质合金材料按质量百分比记包括：WC％70～80％，TaC4％～8％，Co6％～10％，NbC2％～4％，TiC6％～10％，Cr3C20.5％～1.5％，其他0.5％。
实施方式一：WC质量百分比为75％，所述TaC的质量百分比为5％，所述TiC的质量百分比为7.5％，所述NbC的质量百分比为3％，所述Cr3C2的质量百分比为1％，所述Co的质量百分比为8％。
硬质合金材料的制造方法，包括以下的顺利步骤：
1)研磨：将配好的材料加入到球磨机，球料质量比为6～7:1；使用酒精做湿磨介质，液固比为400ml～700ml:1KG；球磨120小时。
2)烘干：将研磨后的粉末用800目的滤网进行过滤，沉淀12小时；进行烘干；烘干时空气含氧量在0.03％以下，烘干6小时；
3)制粒：将经过烘干的混合物加入SBS进行干燥，同时采用制粒机进行制粒，使用800目的滤网进行过滤；
4)压制成型：将金属粉末在磨具内进行研制造型；
5)真空烧结：使用真空炉进行烧结，分别进行脱蜡、预烧、烧结；烧结阶段的温度在1400℃～1460℃时保持烧结时间50min～70min。
6)冷却：加入氩气进行冷却，冷却到200℃以下出炉；
7)过压处理：放置到过压炉进行施压烧结；加压压力为5MPa；时间为6h。烧结温度在1300℃～1400℃时保持烧结时间35min～40min。
通过以上生产过程产出的合金性能为指标为：
横向断裂强度≥3300Mpa，硬度≥92.5HRA，矫顽磁力为28KA/m，孔隙度为B00，密度14.95g/cm3。
实施方式二：WC质量百分比为77％，所述TaC的质量百分比为6％，所述TiC的质量百分比为6％，所述NbC的质量百分比为2.5％，所述Cr3C2的质量百分比为0.5％，所述Co的质量百分比为7.5％。
其生产制造方法同实施方式一，所获得的硬质合金性能指标为：
横向断裂强度≥3350Mpa，硬度≥92HRA，孔隙度为B00，密度15.05g/cm3。
实施方式三：WC质量百分比为74％，所述TaC的质量百分比为4.5％，所述TiC的质量百分比为8％，所述NbC的质量百分比为3.5％，所述Cr3C2的质量百分比为0.75％，所述Co的质量百分比为8.75％。
其生产制造方法同实施方式一，所获得的硬质合金性能指标为：
横向断裂强度≥3375Mpa，硬度≥93.75HRA，孔隙度为C00，密度15.25g/cm3。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.硬质合金材料，其特征在于，所述硬质合金材料按质量百分比记包括：WC％70～80％，TaC4％～8％，Co6％～10％，NbC2％～4％，TiC6％～10％，Cr3C20.5％～1.5％，其他0.5％。
2.根据权利要求1所述的硬质合金材料，其特征在于，所述WC质量百分比为75％，所述TaC的质量百分比为5％，所述TiC的质量百分比为7.5％，所述NbC的质量百分比为3％，所述Cr3C2的质量百分比为1％，所述Co的质量百分比为8％。
3.硬质合金材料的制造方法，其特征在于，包括以下的顺利步骤：
1)研磨：将配好的材料加入到球磨机，球料质量比为6～7:1；使用酒精做湿磨介质，液固比为400ml～700ml:1KG；球磨120小时；
2)烘干：将研磨后的粉末用800目的滤网进行过滤，沉淀12小时；进行烘干；烘干时空气含氧量在0.03％以下，烘干6小时；
3)制粒：将经过烘干的混合物加入SBS进行干燥，同时采用制粒机进行制粒，使用800目的滤网进行过滤；
4)压制成型：将金属粉末在磨具内进行研制造型；
5)真空烧结：使用真空炉进行烧结，分别进行脱蜡、预烧、烧结；
6)冷却：加入氩气进行冷却，冷却到200℃以下出炉；
7)过压处理：放置到过压炉进行施压烧结；加压压力为5MPa；时间为6h。
4.根据权利要求3所述的硬质合金材料的制造方法，其特征在于，所述的真空烧结，烧结阶段的温度在1400℃～1460℃时保持烧结时间50min～70min。
5.根据权利要求3所述的硬质合金材料及其制造方法，其特征在于，所述的过压处理，烧结温度在1300℃～1400℃时保持烧结时间35min～40min。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113416877A (zh) * 2021-06-22 2021-09-21 株洲鑫品硬质合金股份有限公司 一种金属加工高性能硬质合金及其制备方法
CN115125425A (zh) * 2022-06-28 2022-09-30 叶惠明 一种面向金属加工的硬质合金材料及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85102080A (zh) * 1985-04-01 1986-09-17 机械工业部成都工具研究所 涂层刀片用硬质合金基体材料
JPS63230846A (ja) * 1987-03-19 1988-09-27 Kobe Steel Ltd 高硬度高靭性超硬合金
JP2001073111A (ja) * 1999-09-08 2001-03-21 Topy Ind Ltd 耐摩耗性を向上させた合金及び該合金からなるローラ
CN1490424A (zh) * 2003-08-27 2004-04-21 崇义章源钨制品有限公司 纳米晶掺钇硬质合金复合粉末及其制备方法
KR20070015256A (ko) * 2005-07-30 2007-02-02 한국기계연구원 탈황용 코발트 성분을 함유하는 촉매 스크랩을 재활용하여코발트 함유된 소결 합금 제조 방법
CN101186990A (zh) * 2007-10-19 2008-05-28 中南大学 超细硬质合金包覆粉末及其制造方法
CN101845579A (zh) * 2010-06-28 2010-09-29 株洲钻石切削刀具股份有限公司 非均匀硬质合金及其制备方法
CN101967593A (zh) * 2010-11-16 2011-02-09 西华大学 含有稀土的超细晶粒硬质合金材料及其制备方法
CN102296223A (zh) * 2011-08-15 2011-12-28 四川欧曼机械有限公司 一种细晶粒wc基硬质合金材料及其制备方法
WO2012053237A1 (ja) * 2010-10-19 2012-04-26 三菱マテリアル株式会社 耐熱合金の切削加工で優れた耐欠損性を発揮するｗｃ基超硬合金製切削工具および表面被覆ｗｃ基超硬合金製切削工具

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85102080A (zh) * 1985-04-01 1986-09-17 机械工业部成都工具研究所 涂层刀片用硬质合金基体材料
JPS63230846A (ja) * 1987-03-19 1988-09-27 Kobe Steel Ltd 高硬度高靭性超硬合金
JP2001073111A (ja) * 1999-09-08 2001-03-21 Topy Ind Ltd 耐摩耗性を向上させた合金及び該合金からなるローラ
CN1490424A (zh) * 2003-08-27 2004-04-21 崇义章源钨制品有限公司 纳米晶掺钇硬质合金复合粉末及其制备方法
KR20070015256A (ko) * 2005-07-30 2007-02-02 한국기계연구원 탈황용 코발트 성분을 함유하는 촉매 스크랩을 재활용하여코발트 함유된 소결 합금 제조 방법
CN101186990A (zh) * 2007-10-19 2008-05-28 中南大学 超细硬质合金包覆粉末及其制造方法
CN101845579A (zh) * 2010-06-28 2010-09-29 株洲钻石切削刀具股份有限公司 非均匀硬质合金及其制备方法
WO2012053237A1 (ja) * 2010-10-19 2012-04-26 三菱マテリアル株式会社 耐熱合金の切削加工で優れた耐欠損性を発揮するｗｃ基超硬合金製切削工具および表面被覆ｗｃ基超硬合金製切削工具
CN101967593A (zh) * 2010-11-16 2011-02-09 西华大学 含有稀土的超细晶粒硬质合金材料及其制备方法
CN102296223A (zh) * 2011-08-15 2011-12-28 四川欧曼机械有限公司 一种细晶粒wc基硬质合金材料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113416877A (zh) * 2021-06-22 2021-09-21 株洲鑫品硬质合金股份有限公司 一种金属加工高性能硬质合金及其制备方法
CN115125425A (zh) * 2022-06-28 2022-09-30 叶惠明 一种面向金属加工的硬质合金材料及其制备方法

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