CN1088115C - 制备超细碳化钨钴合金的方法 - Google Patents

制备超细碳化钨钴合金的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1088115C
CN1088115C CN98808877A CN98808877A CN1088115C CN 1088115 C CN1088115 C CN 1088115C CN 98808877 A CN98808877 A CN 98808877A CN 98808877 A CN98808877 A CN 98808877A CN 1088115 C CN1088115 C CN 1088115C
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
interval
size
carbon content
submicron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN98808877A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1269842A (zh
Inventor
阿利斯泰尔·格里尔森
约翰·奥科特
迈克尔·约翰·卡彭特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sandvik AB
Original Assignee
Sandvik AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik AB filed Critical Sandvik AB
Publication of CN1269842A publication Critical patent/CN1269842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1088115C publication Critical patent/CN1088115C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)

Abstract

本发明涉及一种制备硬质合金的方法，该方法使用亚微粒度的WC(通过碳热还原法制备)且含有WC和6-24%(重量)的Co，该Co采用有亚微型平均粒度的解聚的球形晶粒并具有窄的粒度分布的钴粉，其中为至少80%的颗粒具有在X±0.2X区间内的尺寸，假定该偏差的区间(即0.4X)不小于0.1μm。本发明的特征在于添加＜1%(重量)的晶粒长大抑制剂，比如VC和/或Cr3C2，且选取的碳含量接近于η相形成。

Description

制备超细碳化钨钴合金的方法
本发明涉及一种制备超细WC-Co合金的方法，该合金由细微的且非聚集的WC和Co粉、优选的晶粒长大细化添加物和碳含量的良好分散混合物采用低温烧结/HIP烧结(sinter-HIP)条件制成。
众所周知，WC粒度的减小给硬质合金在许多领域例如PCB(印刷电路板)加工、木材加工、金属切割中带来性能上的优点。获得亚微型粒度的WC需要使用晶粒长大细化剂，比如VC、Cr3C2、TaC等，且WC晶粒越细，越有必要加入的所述细化剂。在比如金属切割的一些应用中，WC粒度的细化程度应当不会显著降低韧性，否则边缘寿命将受损失。晶粒细化剂如果使用过量会降低韧性。
在比如PCB加工的其它一些应用中，WC粒度的细化程度是极为重要的，而韧性要求为次要的。市场上可买到的超细硬质合金已经使用约为0.4μm的粒度。但为将WC粒度降低到0.4μm以下需要新的原材料及加工方法。
DE 40 00 223(Mitsubishi)公开了一种基于WC和6-14％(重量)的粘结相的硬质合金，该粘结相含有钒和铬，其中Cr/(Cr+V)的比值为＜0.95且＞0.50。US 4,539,041公开了通过一种在多元醇的辅助下用于减少氧化物、氢氧化物或金属盐的工艺来制备金属粉末。尤其是当以氢氧化钴开始时，可以获得基本上球形的、非聚集的颗粒的金属钴粉末。这样的Co粉在这里称作多元醇钴。
在US 5,441,693中公开了一种制备具有极其均匀结构的硬质合金的方法，该硬质合金通过采用根据上述多元醇法制成的Co粉而具有亚微型的粒度。
本发明的目的之一是提供一种制备硬质合金的方法，其中WC的粒度小于0.8μm且其中的晶粒细化剂的含量低。
根据本发明的方法，具有极细的微结构、平均粒度＜0.8μm、基本上没有晶粒大于1.5μm，适于有韧性要求的加工操作的硬质合金组合物通过碾磨由碳热还原反应制成的解聚的(deagglomerated)亚微型WC粉与钴粉而制成，该钴粉有平均粒度约为0.4μm的解聚的球形晶粒并具有窄的粒度分布，其中至少80％的颗粒的尺寸在X±0.2X的区间内，假定该偏差的区间(即0.4X)不小于0.1μm。优选的是该钴粉是多元醇钴。如果该将被烧结的粉状混合物的碳含量接近于形成η相，需要不加入或加入相对低数量的＜1％(重量百分比)的晶粒长大细化剂比如VC和Cr3C2。HIP烧结在相对低的温度下进行，也就是＜1400℃。该烧结硬质合金的Co含量为70-85％，依据假定是纯钴的钴磁性测量。
在一个优选的方法中，WC平均粒度通过采用一最佳的VC+Cr3C2添加进一步减小到0.4μm以下，其中以％(重量)表示的VC/Cr3C2之比对于PCB应用为0.33-1.0，优选0.5-0.9，最优选0.7-0.8，而对于金属切割为0-0.5，对于有色金属加工为0-0.2，对于黑色金属加工为0。烧结优选采用气体压力烧结，也称作HIP烧结。
在尤其适于有色金属材料的精加工和常规加工的第一个实施方案中，该硬质合金由6-10％的Co，0.0-0.3的VC，0.3-0.75的Cr3C2和余量的＜0.8μm的WC组成。
在尤其适于加工材料例如奥氏体不锈钢的粗加工的第二个实施方案中，该硬质合金由10-16％的Co，0.5-1.2的Cr3C2和余量的＜0.8μm的WC组成。
在尤其适于非常坚韧的加工操作，或那些有非常低的切割速度例如拉削的第三个实施方案中，该硬质合金由16-20％的Co，0.8-1.8的Cr3C2和余量的＜0.8μm的WC组成。
在尤其适于PCB和非金属特形铣(routing)和槽钻(slot drilling)的第四个实施方案中，该硬质合金由5-8％的Co，0.1-0.6的VC，0.25-0.6的Cr3C2和余量的＜0.4μm的WC组成。
在尤其适于PCB微型打孔(micro drilling)的第五个实施方案中，该硬质合金由8-12％的Co，0.2-0.9的VC，0.4-0.9的Cr3C2和余量的＜0.4μm的WC组成。
在尤其适于密实木材或纤维板木材加工的第六个实施方案中，该硬质合金由2-5％的Co，0.05-0.2％的VC，0.1-0.25％的Cr3C2和余量的＜0.4μm的WC组成。
实施例1
PCB钻头坯料是由通过碳热还原反应制成的亚微型WC与碾磨解聚的具有平均粒径约为0.4μm的特定解聚的晶粒且有一窄的粒度分布的钴粉和VC+Cr3C2制成。除WC之外，该组合物含有下述成分：
A.8％(重量)的Co，0.3％(重量)的VC和0.4％(重量)的Cr3C2，采用本发明的碳含量。对比坯料采用相同的成分但按现有技术的碳含量。
B.9％(重量)的Co，0.35％(重量)的VC和0.45％(重量)的Cr3C2，采用本发明的碳含量。对比坯料采用与由A制成的相同组合物作为现有技术。
C.7％(重量)的Co，0.26％(重量)的VC和0.35％(重量)的Cr3C2，采用本发明的碳含量。对比坯料采用根据现有技术的(以％(重量)表示)6.5的Co，0.6的VC和0.32的Cr3C2的组合物。
该坯料在1340℃下进行HIP加压烧结。测量磁性钴粉含量、CoM、矫顽力、Hc并在微型打孔和特形铣测试中进行性能测试。
微型打孔测试在下述条件下进行：
钻头直径           0.3mm
速度              80000至120000转/分钟
进给量            15μm/转
                  以每500次冲击(hits)增加5μm/转直到失效
测试材料          三层重叠的覆铜FR4树脂PCB板
特形铣测试在下述条件下进行：
直径              2.4mm
在以30000至42000转/分钟的速度范围特形铣50m之后的磨损程度测量
(直径2.4mm齿8μm)
材料              三层重叠的覆铜FR4树脂PCB板
得到下述结果
性能：PCB微型打孔
实例：           CoM   Hc      本发明相对现有技术的工具
                               寿命之比
A.本发明         5.80  38.3    1.27
  现有技术       7.34  37.0    1
B.本发明         7.33  40.5    1.59
  现有技术       7.34  37.0    1
性能：PCB特形铣
C.本发明         6.04  40.7    1.1
  现有技术       5.11  41.6    1
实施例2
端铣刀坯料是由通过碳热还原反应制成的亚微型WC与碾磨解聚的具有平均粒径约为0.4μm的特定不结块晶粒且有窄的粒度分布的钴粉和Cr3C2制成。除WC之外，下述组合物含有：
D.10％(重量)的Co，0.5％(重量)的Cr3C2，采用本发明的碳含量。CoM为8.3，Hc为24kA/m。
E.12％(重量)的Co，0.6％(重量)的Cr3C2，采用本发明的碳含量。CoM为10.6，Hc为21.5kA/m。
F.对比坯为10％的Co、0.5％的Cr3C2，但碳含量按现有技术，粒径0.8μm。
这些坯料在1360℃下加压烧结。测量磁性钴含量、CoM、矫顽力、Hc。这些坯料磨削成直径8mm的端铣刀，通过PVD覆有TiCN。在端铣和槽铣操作中进行性能测试。
铣边操作测试在下述条件下进行：
工件材料：    时效硬化的Inconel 718
速度          20m/min
进给量        0.021mm/齿
切割深度      8mm
径向切割深度：4mm
冷却液冲刷
结果
D(本发明)达到的切割距离为0.9m的工具寿命，而参考例F达到0.42m的切割距离。
槽铣测试在下述条件下进行：
工件材料：    316奥氏体不锈钢
速度          50m/min
进给量        0.042mm/齿
切割深度      4mm
切割宽度：    8mm
冷却液冲刷
结果
E(本发明)达到的切割距离为8.5m的工具寿命，而参考例F达到5m的切割距离。

Claims (2)

1.一种制备硬质合金的方法，该方法使用通过碳热还原法制造的亚微粒度的WC，且含有WC和6-24％(重量)的Co，使用的是具有亚微型平均粒度的解聚的球形晶粒并具有窄的粒度分布的钴粉，其中至少80％的颗粒的具有在X±0.2X区间内的尺寸，条件是该偏差的区间即0.4X不小于0.1μm，其特征在于添加＜1％(重量)的晶粒长大抑制剂VC和/或Cr3C2，且选取接近于η相的形成的碳含量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于添加的VC和Cr3C2的比例是以％(重量)表示的VC/Cr3C2之比在用于印刷线路板应用时在0.33-1.0之间，在用于金属切割时在0-0.5之间。
CN98808877A 1997-09-05 1998-09-04 制备超细碳化钨钴合金的方法 Expired - Fee Related CN1088115C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9703203A SE512754C2 (sv) 1997-09-05 1997-09-05 Sätt att tillverka ultrafina WC-Co-legeringar
SE97032031 1997-09-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1269842A CN1269842A (zh) 2000-10-11
CN1088115C true CN1088115C (zh) 2002-07-24

Family

ID=20408150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN98808877A Expired - Fee Related CN1088115C (zh) 1997-09-05 1998-09-04 制备超细碳化钨钴合金的方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6413293B1 (zh)
EP (1) EP1019558B1 (zh)
JP (1) JP2001515962A (zh)
KR (1) KR100531704B1 (zh)
CN (1) CN1088115C (zh)
AT (1) ATE245206T1 (zh)
DE (1) DE69816462T2 (zh)
SE (1) SE512754C2 (zh)
WO (1) WO1999013120A1 (zh)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE9703204L (sv) * 1997-09-05 1999-03-06 Sandvik Ab Verktyg för borrning/fräsning av kretskortsmaterial
SE519603C2 (sv) 1999-05-04 2003-03-18 Sandvik Ab Sätt att framställa hårdmetall av pulver WC och Co legerat med korntillväxthämmare
SE9903898D0 (sv) * 1999-10-28 1999-10-28 Sandvik Ab Cemented carbide tool for wood working
SE526626C2 (sv) 2003-08-12 2005-10-18 Sandvik Intellectual Property Sätt att tillverka submikron hårdmetall
JP4571430B2 (ja) * 2004-04-15 2010-10-27 富士重工業株式会社 ブローチ及びそのブローチを用いた切削加工方法
CN100507038C (zh) * 2006-01-17 2009-07-01 武汉理工大学 碳化钨—抑制剂复合粉末及其超细硬质合金的制备方法
CN100439011C (zh) * 2006-01-20 2008-12-03 华南理工大学 一种碳化钨基硬质合金粉末冶金材料及其制备方法
SE530516C2 (sv) 2006-06-15 2008-06-24 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär, metod att tillverka detta samt dess användning vid fräsning av gjutjärn
CN100486740C (zh) * 2006-08-18 2009-05-13 谭天翔 碳化钨或碳化钨-金属钴超细颗粒粉末的直接还原碳化制备方法
US8455116B2 (en) * 2007-06-01 2013-06-04 Sandvik Intellectual Property Ab Coated cemented carbide cutting tool insert
SE0701449L (sv) 2007-06-01 2008-12-02 Sandvik Intellectual Property Finkornig hårdmetall med förfinad struktur
SE0701761L (sv) * 2007-06-01 2008-12-02 Sandvik Intellectual Property Finkornig hårdmetall för svarvning i varmhållfasta superlegeringar (HRSA) och rostfria stål
JP2009035810A (ja) * 2007-07-11 2009-02-19 Sumitomo Electric Hardmetal Corp 超硬合金
SE531704C2 (sv) * 2007-07-13 2009-07-14 Seco Tools Ab Finkornig hårdmetall för svarvning av varmhållfasta superlegeringar (HRSA)
CN101812621A (zh) * 2010-04-22 2010-08-25 株洲硬质合金集团有限公司 一种亚微细硬质合金及其制备方法
CN101824575B (zh) * 2010-05-27 2011-09-07 中南大学 一种超细晶WC/Co系硬质合金及其制备方法
CN102728710A (zh) * 2012-07-06 2012-10-17 济南市冶金科学研究所 硬质合金冲头
CN104451217B (zh) * 2013-09-17 2017-05-03 自贡硬质合金有限责任公司 一种超细硬质合金的制备方法
US10781141B2 (en) * 2013-12-17 2020-09-22 Hyperion Materials And Technologies (Sweden) Ab Composition for a novel grade for cutting tools
US9518308B2 (en) 2013-12-23 2016-12-13 King Fahd University Of Petroleum And Minerals High-density and high-strength WC-based cemented carbide
CN104087790B (zh) * 2014-04-09 2018-05-18 湖南博云东方粉末冶金有限公司 用于超细硬质合金制备的晶粒生长抑制剂的添加方法
CN104439233B (zh) * 2014-12-15 2016-09-21 技锋精密刀具（马鞍山）有限公司 一种硬质合金分切刀具用的材料
CN105252239A (zh) * 2015-10-16 2016-01-20 东华大学 一种梯度硬质合金刀具制备方法
CN106282717A (zh) * 2016-08-19 2017-01-04 合肥东方节能科技股份有限公司 一种基于微波烧结的硬质合金成型导卫导轮的方法
SE541073C2 (en) * 2016-11-18 2019-03-26 Epiroc Drilling Tools Ab Drill bit insert for percussive rock drilling
KR102064171B1 (ko) 2017-12-20 2020-01-09 한국야금 주식회사 초경합금 절삭공구
CN109852865A (zh) * 2019-03-05 2019-06-07 常熟中材钨业科技有限公司 一种模具用耐高温耐磨硬质合金材料及其制备方法
CN110052616A (zh) * 2019-06-03 2019-07-26 湖南伊澍智能制造有限公司 一种3d打印合金粉末及其制备方法
CN115896519A (zh) * 2022-11-16 2023-04-04 河南大地合金有限公司 一种wc超细粉体制备硬质合金的方法及硬质合金

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992018656A1 (en) * 1991-04-10 1992-10-29 Sandvik Ab Method of making cemented carbide articles

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1233147B (de) 1964-05-16 1967-01-26 Philips Nv Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus Karbiden oder Mischkarbiden
FR2537898A1 (fr) * 1982-12-21 1984-06-22 Univ Paris Procede de reduction de composes metalliques par les polyols, et poudres metalliques obtenues par ce procede
JPS61194148A (ja) 1985-02-22 1986-08-28 Hitachi Metals Ltd 超微粒子超硬合金
US4956012A (en) * 1988-10-03 1990-09-11 Newcomer Products, Inc. Dispersion alloyed hard metal composites
US4923512A (en) 1989-04-07 1990-05-08 The Dow Chemical Company Cobalt-bound tungsten carbide metal matrix composites and cutting tools formed therefrom
US4925626A (en) * 1989-04-13 1990-05-15 Vidhu Anand Method for producing a Wc-Co-Cr alloy suitable for use as a hard non-corrosive coating
US5009705A (en) 1989-12-28 1991-04-23 Mitsubishi Metal Corporation Microdrill bit
SE502857C2 (sv) 1990-01-04 1996-01-29 Lundmark E Förfarande och anordning för bearbetning, särskilt slipning, av valsar och liknande arbetsstycken
SE9100227D0 (sv) * 1991-01-25 1991-01-25 Sandvik Ab Corrosion resistant cemented carbide
JPH08253836A (ja) 1995-03-14 1996-10-01 Mitsubishi Materials Corp すぐれた靭性を有する耐摩耗性炭化タングステン基超硬合金
JPH0978158A (ja) 1995-09-07 1997-03-25 Mitsubishi Materials Corp 微粒ｗｃ基超硬合金の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992018656A1 (en) * 1991-04-10 1992-10-29 Sandvik Ab Method of making cemented carbide articles

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001515962A (ja) 2001-09-25
EP1019558A1 (en) 2000-07-19
DE69816462D1 (de) 2003-08-21
WO1999013120A1 (en) 1999-03-18
SE512754C2 (sv) 2000-05-08
US6413293B1 (en) 2002-07-02
SE9703203D0 (sv) 1997-09-05
DE69816462T2 (de) 2004-01-29
CN1269842A (zh) 2000-10-11
KR100531704B1 (ko) 2005-11-30
KR20010023663A (ko) 2001-03-26
EP1019558B1 (en) 2003-07-16
ATE245206T1 (de) 2003-08-15
SE9703203L (sv) 1999-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1088115C (zh) 制备超细碳化钨钴合金的方法
KR101326325B1 (ko) 절삭 공구 밀링 인서트, 절삭 공구 밀링 인서트의 제조 방법 및 인서트를 사용하는 방법
Davis ASM specialty handbook: tool materials
JP4991111B2 (ja) 超硬合金工具及びそれらの超硬合金
KR920010860B1 (ko) 초경합금제 드릴
Coelho et al. The application of polycrystalline diamond (PCD) tool materials when drilling and reaming aluminium based alloys including MMC
CN1485299A (zh) 用于机械加工化学反应性材料的烧结坯
CN1204283C (zh) 具有铁镍基粘结相的涂层刀具
KR900000108B1 (ko) 고인성 초경합금
CN103451460A (zh) 立方氮化硼压块
EP1803830A1 (en) Cemented carbides
EP0373609B1 (en) Sintered body for high-accuracy working tools
CN1534104A (zh) 涂层刀具嵌入件
CN108570589B (zh) 一种硬质合金刀具材料及其制备方法
US4619698A (en) Cubic boron nitride-based very high pressure-sintered material for cutting tools
CN1772423A (zh) 用于干铣的涂层刀片
US4150984A (en) Tungsten carbide-base sintered alloys and method for production thereof
Aslantas et al. The performance of ceramic and cermet cutting tools for the machining of austempered ductile iron
JP2004315903A (ja) 微粒超硬合金
Santhanam et al. Cemented carbides
JP2006239792A (ja) 硬質皮膜被覆超硬合金部材
EP0605755B1 (en) Hard sintered body cutting tool
JP2801484B2 (ja) 切削工具用超硬合金
Spriggs 13.4 Properties of hardmetals and cermets: 13 Hard materials
GB2343900A (en) Good machinability Fe-based sintered alloy and process of manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SANDVIK INTELLECTUAL PROPERTY STOCK CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SANDVIK AB

Effective date: 20050701

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20050701

Address after: Sandviken

Patentee after: Sandvik AB

Address before: Sandviken

Patentee before: Sandvik AB

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SANDVIK INTELLECTUAL PROPERTY RIGHTS CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SANDVIK INTELLECTUAL PROPERTY STOCK CO., LTD.

Effective date: 20051209

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20051209

Address after: Sandviken

Patentee after: Sandvik Aktiebolag

Address before: Sandviken

Patentee before: Sandvik AB

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20020724

Termination date: 20100904