CN109487143A - 一种微晶GW30u硬质合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微晶GW30u硬质合金，包括如下质量份的原料：87～92份的碳化钨粉，7～10份的钴粉，1～3份的催化剂YH。本发明以超细碳化钨粉、钴粉为主要原料，采用添加微量晶粒抑制剂Y和金属活化剂H及其组合，在独特的湿磨RD阻氧介质下混合，有效解决了在超细硬质合金材料制备过程中组织不均、晶粒长大、混合料化学成分不稳定导致性能不稳定的缺点，能稳定制备在微观上具有组织结构稳定，宏观上同时高强度和硬度的GW30硬质合金牌号。该牌号可以同时适用于K、N、S、H类硬切削金属的加工，切削范围宽，完全覆盖现有国标GB/T18376.1规定的范围。另外，本发明工艺简单，产品稳定性好、性能优。

Description

一种微晶GW30u硬质合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及硬质合金技术领域，具体涉及一种微晶GW30u硬质合金及其制备方法。
背景技术
硬质合金是一种优良的工具材料，因其性能越来越趋向于高强度、高硬度及耐高温的特点，使其在工业的工具中独树一帜，大量、快速取代传统的高速钢工具材料。
硬质合金多为切削加工用硬切削工具材料，其使用效果主要取决于硬质合金的性能。传统的硬质合金其性能特点是：强度增高硬度下降，韧性好而耐磨性就差，只能满足刀具的部分性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强度和硬质都高且韧性和耐磨性都好的微晶GW30u硬质合金及其制备方法。
本发明目的在于提供一种微晶GW30u硬质合金，包括如下质量份的原料：87～92份的碳化钨粉，7～10份的钴粉，1～3份的催化剂YH。
进一步地，所述催化剂YH包括重量百分比为3～5:5～7的抑制剂Y和活化剂H。
进一步地，所述抑制剂Y包括TaC、VC和Cr2C3。
进一步地，所述活化剂H包括Re粉。
进一步地，所述原料的粒径为0.4～0.8um。
本发明还提供了一种微晶GW30u硬质合金的制备方法，包括如下步骤：
(1)取质量份的87～92份的碳化钨粉、7～10份的钴粉和1～3份的催化剂，并将原料在RD阻氧介质下充分混合，RD阻氧介质为无水120#汽油溶剂和SD成型剂，所述无水120#汽油溶剂占原料重量的30％～40％，SD成型剂占原料重量的20％～30％；
(2)将混合后的原料球磨48～72h成料浆；
(3)将料浆先静置沉淀2～3h后进行分离干燥，将分离后的RD阻氧介质回收，分离后的颗粒物进行干燥；
(4)干燥后的颗粒物进行筛选，筛选的粒径为60～80目，然后烧结成型，烧结的温度包括依次进行的三个阶段：400～530℃保温60～80min，1200～1300℃保温20～40min，1380～1420℃保温60～80min，并保持5.5MPa压力。
进一步地，所述球磨采用湿式球磨机。
进一步地，所述分离干燥采用Z型搅拌干燥器。
本发明以超细碳化钨粉、钴粉为主要原料，采用添加微量晶粒抑制剂Y和金属活化剂H及其组合，在独特的湿磨RD阻氧介质下混合，有效解决了在超细硬质合金材料制备过程中组织不均、晶粒长大、混合料化学成分不稳定导致性能不稳定的缺点，能稳定制备在微观上具有组织结构稳定，宏观上同时高强度和硬度的GW30硬质合金牌号。该牌号可以同时适用于K、N、S、H类硬切削金属的加工，切削范围宽，完全覆盖现有国标GB/T18376.1规定的范围。另外，本发明工艺简单，产品稳定性好、性能优。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的微晶GW30u硬质合金的制备方法包括如下步骤：
(1)取质量份的88.8份的碳化钨粉、10份的钴粉和1.2份的催化剂，所述碳化钨粉和钴粉的粒径为0.56um，所述催化剂YH包括重量百分比为4:6的抑制剂Y(TaC、VC和Cr2C3)和活化剂H(Re粉)；
将上述原料在RD阻氧介质下充分混合，RD阻氧介质为无水120#汽油溶剂和SD成型剂，所述无水120#汽油溶剂占原料重量的35％，SD成型剂占原料重量的25％；
(2)将混合后的原料放在湿式球磨机球磨48h成料浆；
(3)将料浆先静置沉淀2h然后在装入Z型搅拌干燥器进行汽油溶剂回收以干燥混合，将分离后的RD阻氧介质回收，分离后的颗粒物进行干燥；
(4)干燥后的颗粒物进行筛选，筛选的粒径为60目，然后烧结成型，烧结的温度包括依次进行的三个阶段：500℃保温60min，1200℃保温30min，1400℃保温70min，并在烧结最后50min充入Ar2使压力保持在5.5MPa；冷却后得到GW30u微晶硬质合金。
实施例2
本实施例提供的微晶GW30u硬质合金的制备方法包括如下步骤：
(1)取质量份的91.6份的碳化钨粉、7.2份的钴粉和1.4份的催化剂YH，所述碳化钨粉和钴粉的粒径为0.75um，所述催化剂YH包括重量百分比为3:7的抑制剂Y(TaC、VC和Cr2C3)和活化剂H(Re粉)；
将上述原料在RD阻氧介质下充分混合，RD阻氧介质为无水120#汽油溶剂和SD成型剂，所述无水120#汽油溶剂占原料重量的40％，SD成型剂占原料重量的30％；
(2)将混合后的原料放在湿式球磨机球磨72h成料浆；
(3)将料浆先静置沉淀3h然后在装入Z型搅拌干燥器进行汽油溶剂回收以干燥混合，将分离后的RD阻氧介质回收，分离后的颗粒物进行干燥；
(4)干燥后的颗粒物进行筛选，筛选的粒径为80目，然后烧结成型，烧结的温度包括依次进行的三个阶段：400℃保温80min，1300℃保温20min，1420℃保温60min，并在烧结最后50min充入Ar2使压力保持在5.5MPa；冷却后得到GW30u微晶硬质合金。
实施例3
本实施例提供的微晶GW30u硬质合金的制备方法包括如下步骤：
(1)取质量份的90份的碳化钨粉、7.2份的钴粉和2.8份的催化剂YH，所述碳化钨粉和钴粉的粒径为0.62um，所述催化剂YH包括重量百分比为5:5的抑制剂Y(TaC、VC和Cr2C3)和活化剂H(Re粉)；
将上述原料在RD阻氧介质下充分混合，RD阻氧介质为无水120#汽油溶剂和SD成型剂，所述无水120#汽油溶剂占原料重量的30％，SD成型剂占原料重量的20％；
(2)将混合后的原料放在湿式球磨机球磨60h成料浆；
(3)将料浆先静置沉淀2.5h然后在装入Z型搅拌干燥器进行汽油溶剂回收以干燥混合，将分离后的RD阻氧介质回收，分离后的颗粒物进行干燥；
(4)干燥后的颗粒物进行筛选，筛选的粒径为80目，然后烧结成型，烧结的温度包括依次进行的三个阶段：530℃保温60min，1200℃保温40min，1380℃保温80min，并在烧结最后50min充入Ar2使压力保持在5.5MPa；冷却后得到GW30u微晶硬质合金。
通过上述实施例1～3所制备的所述GW30u微晶硬质合金的强度值达到3800MPa，硬度值HRA可达94.0(HV30,2500)，其强度和硬度性能组合[3800,2500]，覆盖了GB/T18376.1-2008《硬质合金牌号第1部分：切削工具用硬质合金牌号》的规定：K01-40，[1800,92.3]，N01-30，[1700,94.0]，S01-30，[1750,92.3]，H01-30，[1500,92.3]的范围。
对比实施例1
本实施例与实施例1基本相同，仅将取消添加催化剂YH，将碳化钨粉的质量份改为90份，其他步骤不变，制得GW30u微晶硬质合金。如表1所示，与实施例1制备的对比，其强度和硬质均不如实施例1的好。
表1：硬质合金材料中在同等条件下加YH和不加的效果对比
对比实施例2
本实施例与实施例1基本相同，仅将所述RD阻氧介质改为酒精和石蜡，其他步骤不变，制得GW30u微晶硬质合金。如表1所示，与实施例1制备的对比，其强度和硬质均不如实施例1的好。
表2：硬质合金材料中在同条件下湿磨时采用RD和传统酒精石蜡效果对比

Claims (8)

1.一种微晶GW30u硬质合金，其特征在于包括如下质量份的原料：87～92份的碳化钨粉，7～10份的钴粉，1～3份的催化剂YH。
2.根据权利要求1所述的微晶GW30u硬质合金，其特征在于：所述催化剂YH包括百分比为3～5:5～7的抑制剂Y和活化剂H。
3.根据权利要求2所述的微晶GW30u硬质合金，其特征在于：所述抑制剂Y包括TaC、VC和Cr2C3。
4.根据权利要求2所述的微晶GW30u硬质合金，其特征在于：所述活化剂H包括Re粉。
5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶GW30u硬质合金，其特征在于：所述原料的粒径为0.4～0.8um。
6.一种微晶GW30u硬质合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)取质量份的87～92份的碳化钨粉、7～10份的钴粉和1～3份的催化剂，并将原料在RD阻氧介质下充分混合，RD阻氧介质为无水120#汽油溶剂和SD成型剂，所述无水120#汽油溶剂占原料重量的30％～40％，SD成型剂占原料重量的20％～30％；
(2)将混合后的原料球磨48～72h成料浆；
(3)将料浆先静置沉淀2～3h后进行分离干燥，将分离后的RD阻氧介质回收，分离后的颗粒物进行干燥；
(4)干燥后的颗粒物进行筛选，筛选的粒径为60～80目，然后烧结成型，烧结的温度包括依次进行的三个阶段：400～530℃保温60～80min，1200～1300℃保温20～40min，1380～1420℃保温60～80min，并保持5.5MPa压力。
7.根据权利要求6所述的微晶GW30u硬质合金的制备方法，其特征在于：所述球磨采用湿式球磨机。
8.根据权利要求6所述的微晶GW30u硬质合金的制备方法，其特征在于：所述分离干燥采用Z型搅拌干燥器。
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