CN111485157A - 一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金及其制备方法，包括96%‑97.5%的WC‑Co复合粉末、0.5%‑2.0%的添加剂和2%的石蜡；包括以下步骤：采用喷雾干燥、还原碳化法制备WC‑Co复合粉末；将WC‑Co复合粉末与添加剂进行球磨混合，得到混合粉末；将上述混合粉末放入真空干燥箱中进行干燥，并过筛得到混合粉末；将上述混合粉末与石蜡进行混合，进行干燥后再制粒；将上述压坯采用SPS烧结方法制备出最终的硬质合金；本发明在保证WC‑Co硬质合金具有高硬度、高耐磨性和良好的韧性的同时，提高硬质合金在酸性或碱性环境中的耐腐蚀性能。

Description

一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金及其制备方法
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及粉末冶金材料领域，尤其涉及一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金及其制备方法。
背景技术
碳化钨－钴硬质合金是目前应用最为广泛的一类硬质合金，其主要由坚硬、耐磨的WC相和具有良好韧性的Co相组成。随着现代工业的快速发展，人们除了要求硬质合金具有高硬度、高耐磨性和良好的韧性以外，还对合金耐腐蚀性能提出了更高的要求，以期在有腐蚀介质的环境下能够长期服役，如用于石油化工、海洋环境的各种泵(阀)零件和密封件等。
现有技术中WC-Co硬质合金中的WC惰性大，在酸性条件下很稳定，但是在碱性条件中易发生腐蚀；Co在碱性中稳定，在酸性溶液中极易被腐蚀，因此WC-Co硬质合金的耐腐蚀性能还与其服役的环境密切相关，适用范围小，稳定性无法得到很好的保证，综上所述，本申请现提出一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金及其制备方法来解决上述出现的问题。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金及其制备方法，以解决背景技术中提出的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金，包括以下成分：含量为96％-97.5％的WC-Co复合粉末、含量为0.5％-2.0％的添加剂以及含量为2％的石蜡。
优选的，包括以下成分：含量为97％的WC-Co复合粉末、含量为1％的 Mo粉末以及含量为2％的石蜡。
优选的，包括以下成分：含量为97％的WC-Co复合粉末，含量为1％的Mo2C粉末以及含量为2％的石蜡。
优选的，包括以下成分：含量为97％的WC-Co复合粉末、含量为1％的 Mo和Mo2C的混合粉末和含量为2％的石蜡。
一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
S1，称取合适质量份的WC-Co复合粉末，并采用喷雾干燥、还原碳化法制备WC-Co复合粉末；
S2，将步骤S1中制备成的WC-Co复合粉末与合适重量份的添加剂投入不锈钢球磨罐进行球磨混合，并加入无水乙醇球磨48h，得到混合粉末；
S3，将步骤S2中的混合粉末放入真空干燥箱中进行干燥，并过筛得到混合粉末；
S4，将步骤S3中的混合粉末投入不锈钢盘中，并称取合适质量份的石蜡并溶于无水乙醇中，随后倒入不锈钢盘中进行混合，并投入真空干燥箱中进行干燥，并投入制粒机中进行制粒；
S5，将步骤S5中压坯采用SPS烧结方法制备出最终的硬质合金，烧结过程中，温度为1250℃，保温时间为5min，烧结压强为50MPa。
更为优选的，所述步骤S2中的添加剂为Mo粉末、Mo2C粉末中的任意一种或两种组合。
更为优选的，所述步骤S2中的不锈钢球磨罐中用于研磨的球体为直径 6mm的硬质合金小球，且球料比为5:1。
从上面所述可以看出，按本发明中制备方法制得的WC-Co硬质合金在酸性、碱性环境中的耐腐蚀性能优良，扩大适用范围，使WC-Co硬质合金在不同腐蚀介质的环境下能够长期服役，在保证WC-Co硬质合金具有高硬度、高耐磨性和良好的韧性的同时，可以适应现代工业的快速发展。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中的实例1和实例2三组合金在pH＝1条件下的塔菲尔曲线；
图2为本发明中的实例1和实例2三组合金在pH＝13条件下的塔菲尔曲线；
图3为不同添加剂合金的电化学腐蚀参数表。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例一
一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金，包括以下成分：含量为97％的 WC-Co复合粉末、含量为1％的Mo粉末以及含量为2％的石蜡。
实施例二
一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金，包括以下成分：含量为97％的 WC-Co复合粉末，含量为1％的Mo2C粉末以及含量为2％的石蜡。
对比例
一种钨钴硬质合金，包括以下成分：质量与实施例一和实施例二相同的WC粉末、质量与实施例一和实施例二相同的Co粉末以及质量与实施例一和实施例二相同的石蜡。
实施例三
一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
S1，称取合适质量份的WC-Co复合粉末，并采用喷雾干燥、还原碳化法制备WC-Co复合粉末；
S2，将步骤S1中制备成的WC-Co复合粉末与合适重量份的添加剂投入不锈钢球磨罐进行球磨混合，并加入无水乙醇球磨48h，得到混合粉末；
S3，将步骤S2中的混合粉末放入真空干燥箱中进行干燥，并过筛得到混合粉末；
S4，将步骤S3中的混合粉末投入不锈钢盘中，并称取合适质量份的石蜡并溶于无水乙醇中，随后倒入不锈钢盘中进行混合，并投入真空干燥箱中进行干燥，并投入制粒机中进行制粒；
S5，将步骤S5中压坯采用SPS烧结方法制备出最终的硬质合金，烧结过程中，温度为1250℃，保温时间为5min，烧结压强为50MPa。
工作流程：将实施例一中的各合适质量份的物质按实施例三中的步骤操作，得到WC-Co-Mo硬质合金，按相同方法制备两份。
将实施例二中的各合适质量份的物质按实施例三中的步骤操作，得到 WC-Co-Mo2C硬质合金，按相同方法制备两份。
将对比例中的各合适质量份的物质按实施例三中的步骤操作，得到 WC-Co硬质合金，按相同方法制备两份。
配置pH＝1的HCl溶液，并选择一份WC-Co-Mo硬质合金、WC-Co-Mo2C 硬质合金和WC-Co硬质合金与pH＝1的HCl溶液采用电化学腐蚀方法进行反应，并测试出WC-Co-Mo硬质合金、WC-Co-Mo2C硬质合金和WC-Co硬质合金在溶液中的塔菲尔曲线，如图1所示。
配置pH＝13的NaOH溶液，并选择另一份WC-Co-Mo硬质合金、 WC-Co-Mo2C硬质合金和WC-Co硬质合金与pH＝13的NaOH溶液采用电化学腐蚀方法进行反应，并测试出WC-Co-Mo硬质合金、WC-Co-Mo2C硬质合金和WC-Co硬质合金在溶液中的塔菲尔曲线，如图2所示。
自腐蚀电位越正、自腐蚀电流密度越小，说明合金的耐腐蚀性能越强。从图1、图2和图3中可以看出，添加了质量分数为1.0％Mo或1.0％Mo2C 的硬质合金在酸性或碱性条件下的耐腐蚀性能均优于未掺加添加剂的 WC-Co硬质合金。
工作远离：酸性溶液中的增强机理：首先通过Mo元素在Co粘结相中的固溶协同行为，改变Co粘结相的成分性质，从而提高合金在酸性溶液的耐腐蚀性能；其次通过添加Mo元素，改变WC和Co相界的界面结构，在界面处形成含有Mo的薄膜，而硬质合金的酸性腐蚀首先发生于WC和Co界面，因此界面处的Mo会先被腐蚀生成能够在酸性溶液中稳定存在的MoO3并附着在合金表面，起到隔离合金与腐蚀溶液相互接触的作用，从而提高合金的耐腐蚀性能。
碱性溶液中的增强机理：通过添加Mo使WC晶粒细化，增加WC和Co 界面数量，合金发生腐蚀时界面处的Co生成能够在碱性溶液中稳定存在的 Co(OH)2，并附着在合金表面起到隔离接触和抑制电子传导的作用，从而提高合金在碱性溶液中的耐腐蚀性能。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金，其特征在于，包括以下成分：
WC-Co复合粉末，96%-97.5%；
添加剂，0.5%-2.0%；以及
石蜡，2%。
2.根据权利要求1所述的一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金，其特征在于，包括以下成分：
WC-Co复合粉末，97%；
Mo粉末，1%；以及
石蜡，2%。
3.根据权利要求1所述的一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金，其特征在于，包括以下成分：
WC-Co复合粉末，97%；
Mo2C粉末，1%；以及
石蜡，2%。
4.根据权利要求1所述的一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金，其特征
在于，包括以下成分：
WC-Co复合粉末，97%；
Mo和Mo2C的混合粉末，1%；以及
石蜡，2%。
5.一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，称取合适质量份的WC-Co复合粉末，并采用喷雾干燥、还原碳化
法制备WC-Co复合粉末；
S2，将步骤S1中制备成的WC-Co复合粉末与合适重量份的添加剂投入不锈钢球磨罐进行球磨混合，并加入无水乙醇球磨48h，得到混合粉末；
S3，将步骤S2中的混合粉末放入真空干燥箱中进行干燥，并过筛得到混合粉末；
S4，将步骤S3中的混合粉末投入不锈钢盘中，并称取合适质量份的石蜡并溶于无水乙醇中，随后倒入不锈钢盘中进行混合，并投入真空干燥箱中进行干燥，并投入制粒机中进行制粒；
S5，将步骤S5中压坯采用SPS烧结方法制备出最终的硬质合金，烧结过程中，温度为1250℃，保温时间为5min，烧结压强为50 MPa。
6.根据权利要求5所述的一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的添加剂为Mo粉末、Mo2C粉末中的任意一种或两种组合。
7.根据权利要求5所述的一种耐酸碱性环境的钨钴硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的不锈钢球磨罐中用于研磨的球体为直径6mm的硬质合金小球，且球料比为5:1。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113186418A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 郑州航空工业管理学院 一种铝基复合材料的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118016A (zh) * 1994-08-31 1996-03-06 北京硬质合金厂 一种耐磨耐腐蚀硬质合金材料
CN1177384A (zh) * 1995-03-03 1998-03-25 钴碳化钨硬质合金公司 耐腐蚀的粘结耐磨件
CN102418024A (zh) * 2011-11-25 2012-04-18 四川科力特硬质合金股份有限公司 Wcnr硬质合金及其制备方法
CN103184382A (zh) * 2013-04-11 2013-07-03 北京工业大学 一种耐腐蚀的硬质合金及制备方法
CN109439993A (zh) * 2018-10-23 2019-03-08 株洲市超宇实业有限责任公司 一种聚乙烯、聚丙烯造粒模板用硬质合金材料及应用
CN109477172A (zh) * 2016-08-01 2019-03-15 日立金属株式会社 超硬合金及其制造方法、以及轧辊

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118016A (zh) * 1994-08-31 1996-03-06 北京硬质合金厂 一种耐磨耐腐蚀硬质合金材料
CN1177384A (zh) * 1995-03-03 1998-03-25 钴碳化钨硬质合金公司 耐腐蚀的粘结耐磨件
CN102418024A (zh) * 2011-11-25 2012-04-18 四川科力特硬质合金股份有限公司 Wcnr硬质合金及其制备方法
CN103184382A (zh) * 2013-04-11 2013-07-03 北京工业大学 一种耐腐蚀的硬质合金及制备方法
CN109477172A (zh) * 2016-08-01 2019-03-15 日立金属株式会社 超硬合金及其制造方法、以及轧辊
CN109439993A (zh) * 2018-10-23 2019-03-08 株洲市超宇实业有限责任公司 一种聚乙烯、聚丙烯造粒模板用硬质合金材料及应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭圣达: "超细晶WC-Co复合粉短流程制备及其硬质合金的腐蚀行为", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113186418A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 郑州航空工业管理学院 一种铝基复合材料的制备方法

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