CN108411180A - 一种加钌硬质合金 - Google Patents

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Abstract

本发明属于硬质合金制备技术领域，具体涉及一种加钌硬质合金，其混合料包括以下质量份数的组分：WC89.5‑91.4份，Co粉8‑10份，所述混合料还包括Ru粉，所述Ru粉重量为Co粉重量的5％‑10％，Ru粉的激光粒度D(0.5)≤3.0μm。本发明公开的一种加钌硬质合金，其采用高熔点金属钌作为添加剂，通过粉末冶金的方法烧结制成合金，金属钌固溶于粘结相Co中，能有效强化粘结相，从而显著提升硬质合金基体的高温性能。

Description

一种加钌硬质合金
技术领域
本发明属于硬质合金制备技术领域，具体涉及一种加钌硬质合金。
背景技术
硬质合金作为一种常用的合金材料，其具有独特的性能，如高抗压强度、良好耐磨性、高硬度、高弹性模量、抗冲击强、耐振动性好、耐腐蚀好等。这使得它被广泛地应用于金属切削，非金属切削操作(如矿石，石油，天然气钻削)，交通运输业，建筑，金属成型，结构和流体处理元件，木工工具等领域。目前，硬质合金在金属加工和非金属加工领域的产量相当。粉末冶金技术的应用使得可通过原料的组合制备具有定制性能的硬质合金。
众所周知硬质合金最常见的粘接剂是Co，以Co作为粘接剂的硬质合金在室温下具有优异的力学性能，所以机械加工刀具常采用这种材料制成。但是随着刀具在切削加工过程温度的升高，硬质合金Co粘结相在耐高温和抗氧化等方面的弱点就会暴露出来，导致刀具磨损急剧增大；特别是在加工高强度钢这样的材料时，高速加工会导致刀尖刃口产生塑性变形，影响加工质量的同时降低了刀具使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种加钌硬质合金。
为了达到上述目的，本发明采用了下列2个技术方案：
一种加钌硬质合金，其混合料包括以下质量份数的组分：
WC 89.5-91.4份，
Co粉 8-10份，
所述混合料还包括Ru粉，所述Ru粉重量为Co粉重量的5％-10％，Ru粉的激光粒度D(0.5)≤3.0μm。
另一种加钌硬质合金，其混合料包括以下质量份数的组分：
所述混合料还包括Ru粉，所述Ru粉重量为Co粉重量的4％-5％，Ru粉的激光粒度D(0.5)≤3.0μm。
本发明具有以下优点：
本发明公开的一种加钌硬质合金，其采用高熔点金属钌作为添加剂，通过粉末冶金的方法烧结制成合金，金属钌固溶于粘结相Co中，能有效强化粘结相，从而显著提升硬质合金基体的高温性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
配制双晶M类硬质合金，配料时选用激光粒度D(0.5)＝3.0μm的Ru粉0.4KG，Ru粉的粒度分布呈正态分布；粒度2.2μm粗颗粒碳化钨24.4KG，粒度0.9μm细颗粒碳化钨56.8KG，Co粉6.5KG，CK料11.9KG，CK料为TiC、WC、TaC的固溶体。双晶M类硬质合金的制备步骤如下：
步骤1：首先将细颗粒碳化钨，CK料，Ru粉先进行球磨，加入2KG石蜡，0.12KG硬脂酸，每公斤混合料加入400ml己烷做研磨介质，球磨时间20h。
步骤2：再加入Co粉和粗颗粒WC再磨36h。
步骤3：将湿磨好的混合料干燥，制粒，压制，放入烧结炉内在1475℃烧结75min。
加工完成后得到含钌硬质合金，其硬度HV30为1700，抗弯强度为2330N/mm2，将该含钌硬质合金用于加工合金模具钢(牌号SKD11)，使用其加工合金模具钢直至失效，其加工合金模具钢的件数如表1所示。
实施例2-3和对比例1-3的混合料成分配比、合金性能如表1所示，其余制备工艺与实施例1相同(对比例1-3混合料中除了不含有Ru粉以外，其他混合料成分配比分别与实施例1-3相同)。
表1
混合料 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
粗颗粒WC(kg) 24.4 24.2 24.6 24.5 24.3 24.8
粗颗粒WC粒度(μm) 1.92 4.4 2.9 1.92 4.4 2.9
细颗粒WC(kg) 56.8 57.8 56.1 57.1 58 56.5
细颗粒WC粒度(μm) 0.9 0.95 1 0.9 0.95 1
CK料(kg) 11.9 11.7 12.6 11.9 11.7 12.6
Co粉(kg) 6.5 6 6.1 6.5 6 6.1
Ru粉(kg) 0.4 0.3 0.6 0 0 0
Ru粉激光粒度D(0.5)(μm) 3 2 3
硬度(HV30) 1700 1570 1610 1690 1560 1600
抗弯强度(N/mm2) 2330 2430 2520 2480 2340 2270
加工合金模具钢的件数 23 20 29 14 15 14
合金模具钢加工过程的温度非常高，导致刀具刀尖刃口产生塑性变形并急剧磨损。
而从表1可以看出，实施例1所生产的硬质合金其加工合金模具钢的件数较对比例1所生产的硬质合金提高了60％以上；实施例2所生产的硬质合金其加工合金模具钢的件数较对比例2所生产的硬质合金提高了30％以上；实施例3所生产的硬质合金其加工合金模具钢的件数较对比例3所生产的硬质合金提高了一倍以上。
实施例4：
配制K类硬质合金，配料时选用激光粒度D(0.5)＝3μm的Ru粉0.5KG，Ru粉的粒度分布呈正态分布；0.9μm碳化钨89.5KG，Co粉10KG。K类硬质合金的制备步骤如下：
步骤1：将WC，Ru粉先进行球磨，加入2KG石蜡，0.12KG硬脂酸，每公斤混合料加入400ml己烷做研磨介质，球磨时间24h后，加入Co粉再磨36h；
步骤2：将湿磨好的混合料干燥，制粒，压制，放入烧结炉内在1475℃烧结75min，
加工完成后得到含钌硬质合金，其硬度HV30为1670，抗弯强度为3360N/mm2，将该含钌硬质合金用于加工合金模具钢(牌号SKD11)，使用其加工合金模具钢直至失效，其加工合金模具钢的件数如表2所示。
实施例5-6和对比例4-6的混合料成分配比、合金性能如表2所示，其余制备工艺与实施例4相同。(对比例4-6混合料中除了不含有Ru粉以外，其他混合料成分配比分别与实施例4-6相同)
表2
混合料 实施例4 实施例5 实施例6 对比例4 对比例5 对比例6
WC(kg) 89.5 91.4 90.1 90 92 91
WC粒度(μm) 0.9 1 0.95 0.9 1 0.95
Co粉(kg) 10 8 9 10 8 9
Ru粉(kg) 0.5 0.6 0.9 0 0 0
Ru粉激光粒度D(0.5)(μm) 3 2 3
硬度(HV30) 1670 1740 1720 1660 1730 1710
抗弯强度(N/mm2) 3360 2780 3120 3200 2600 2820
加工合金模具钢的件数 20 20 23 14 15 14
而从表2可以看出，实施例4所生产的硬质合金其加工合金模具钢的件数较对比例4所生产的硬质合金提高了40％以上；实施例5所生产的硬质合金其加工合金模具钢的件数较对比例5所生产的硬质合金提高了30％以上；实施例6所生产的硬质合金其加工合金模具钢的件数较对比例6所生产的硬质合金提高了60％以上。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (2)

1.一种加钌硬质合金，其特征在于，其混合料包括以下质量份数的组分：
WC 89.5-91.4份，
Co粉 8-10份，
所述混合料还包括Ru粉，所述Ru粉重量为Co粉重量的5％-10％，Ru粉的激光粒度D(0.5)≤3.0μm。
2.一种加钌硬质合金，其特征在于，其混合料包括以下质量份数的组分：
所述混合料还包括Ru粉，所述Ru粉重量为Co粉重量的5％-10％，Ru粉的激光粒度D(0.5)≤3.0μm。
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