CN115896519A - 一种wc超细粉体制备硬质合金的方法及硬质合金 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种WC超细粉体制备合金的方法及合金；先将WC超细粉体、纳米碳化钒和纳米碳化铬放入球磨机中球磨一段时间，然后加入钴继续球磨；球磨过程中，采用不同直径的研磨珠配比球磨；然后采用HIP烧结工艺，烧结温度在1340~1400℃；所述纳米碳化钒占合金总量的0.2~1%，所述纳米碳化铬占合金总量的0.2~1%。本发明提供的WC超细粉体制备硬质合金的方法，减少合金中结晶和团聚且不会降低合金韧性，方法工艺易实现。
Description
技术领域
本发明涉及合金领域，尤其涉及一种WC超细粉体制备硬质合金的方法及硬质合金。
背景技术
WC超细粉体制备的硬质合金，由于WC超细粉体活性较高，在烧结过程中极易出现异常长大现象，目前为解决这一问题多通过增大抑制剂来抑制WC超细异常长大现象，但是抑制剂的含量过大会降低合金韧性；或者通过特殊的烧结工艺抑制WC异常长大，如微波烧结，放电等离子烧结等新型烧结工艺，但是这些烧结工艺成本高、烧结复杂，对设备要求高，只是试验过程中用过，很难实现批量生产。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种WC超细粉体制备硬质合金的方法，减少合金中结晶和团聚且不会降低合金韧性，方法工艺易实现。
为实现上述目的，本发明所提供的WC超细粉体制备硬质合金的方法采用如下技术方案：
一种WC超细粉体制备合金的方法，先将WC超细粉体、纳米碳化钒和纳米碳化铬放入球磨机中球磨一段时间，然后加入钴继续球磨；球磨过程中，采用不同直径的研磨珠配比球磨；然后采用HIP烧结工艺，烧结温度在1340~1400℃；所述纳米碳化钒占合金总量的0.2~1%，所述纳米碳化铬占合金总量的0.2~1%。
可选的，所述WC超细粉体球磨时间是22~26h，所述加入钴继续球磨的时间是32~40h。
可选的，所述钴占合金总量的3~10%。
可选的，所述不同直径的研磨珠是直径6~7mm和直径3~4mm的研磨珠，所述配比是2~4:1。
可选的，所述球磨过程中，所述研磨珠与研磨料的质量比是4~6:1。
可选的，所述球磨后WC超细粉体、所述钴、所述纳米碳化铬和所述纳米碳化钒的粒径是0.25~0.3mm。
一种WC超细粉体制备的合金，由以下重量百分比的成分制成：钴3~10%，纳米碳化钒0.2~1%，纳米碳化铬0.2~1%，余量为WC超细粉体。
可选的，由以下重量百分比的成分制成：钴6%，纳米碳化钒0.32%，纳米碳化铬0.45%，余量为WC超细粉体。
可选的，由以下重量百分比的成分制成：钴8%，纳米碳化钒0.32%，纳米碳化铬0.45%，余量为WC超细粉体。
本发明WC超细粉体制备合金的方法，制备出的合金，对比显示，本发明制备的合金明显少团聚和少结晶；本发明制备的WC超细粉体合金经检测合金硬度≥93.5HRA，韧性≥8MPa*m1/2；对比显示本发明WC超细分析制备合金的方法制备的合金，抑制了现有技术中WC超细粉体异常长大、造成结晶和团聚的现象，还没有降低合金的硬度和韧性；而且本发明采用常用的HIP烧结工艺即可实现，相对于现有技术中采用复杂和高成本的烧结工艺，本发明容易批量生产和推广。
附图说明
图1是对照例一制备的WC超细粉体合金在金相检测 1600X下的图；
图2是本发明WC超细粉体制备合金的方法制备的合金金相检测 1600X下的图；
图3是对照例一制备的合金在电镜检测10000X下的图；
图4是本发明制备的合金在电镜检测10000X下的图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例及附图的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例所使用的WC超细粉体是碳化钨02粉体。
实施例一
一种WC超细粉体制备合金的方法，先将碳化钨02粉体,纳米碳化钒VC和纳米碳化铬Cr3C2，放入球磨机中,采用直径是6.5mm和3.5mm的研磨珠混合研磨，6.5mm和3.5mm的研磨珠配比是3:1，球磨24h后，加入金属钴Co粉，继续球磨36h；混合均匀后，采用HIP烧结工艺，烧结温度是1340~1400℃。
该实施例中，纳米碳化钒占比0.32%，纳米碳化铬占比0.45%，钴占比6%，余量是碳化钨02粉体。
实施例二
一种WC超细粉体制备合金的方法，先将碳化钨02粉体,纳米碳化钒VC和纳米碳化铬Cr3C2，放入球磨机中,采用直径是6.5mm和3.5mm的研磨珠混合研磨，6.5mm和3.5mm的研磨珠配比是3:1，球磨24h后，加入金属钴Co粉，继续球磨36h；混合均匀后，采用HIP烧结工艺，烧结温度是1340~1400℃。
该实施例中，纳米碳化钒占比0.45%，纳米碳化铬占比0.6%，钴占比8%，余量是碳化钨02粉体。
实施例三
一种WC超细粉体制备合金的方法，先将碳化钨02粉体,纳米碳化钒VC和纳米碳化铬Cr3C2，放入球磨机中,采用直径是7mm和4mm的研磨珠混合研磨，7mm和4mm的研磨珠配比是2:1，球磨22h后，加入金属钴Co粉，继续球磨40h；混合均匀后，采用HIP烧结工艺，烧结温度是1340~1400℃。
该实施例中，纳米碳化钒占比1%，纳米碳化铬占比0.8%，钴占比10%，余量是碳化钨02粉体。
实施例四
一种WC超细粉体制备合金的方法，先将碳化钨02粉体,纳米碳化钒VC和纳米碳化铬Cr3C2，放入球磨机中,采用直径是6mm和3mm的研磨珠混合研磨，6mm和3mm的研磨珠配比是4:1，球磨26h后，加入金属钴Co粉，继续球磨32h；混合均匀后，采用HIP烧结工艺，烧结温度是1340~1400℃。
该实施例中，纳米碳化钒占比0.2%，纳米碳化铬占比0.3%，钴占比3%，余量是碳化钨02粉体。
实施例五
一种WC超细粉体制备合金的方法，先将碳化钨02粉体,纳米碳化钒VC和纳米碳化铬Cr3C2，放入球磨机中,采用直径是6mm和4mm的研磨珠混合研磨，6mm和4mm的研磨珠配比是3:1，球磨24h后，加入金属钴Co粉，继续球磨34h；混合均匀后，采用HIP烧结工艺，烧结温度是1340~1400℃。
该实施例中，纳米碳化钒占比0.8%，纳米碳化铬占比0.55%，钴占比8%，余量是碳化钨02粉体。
实施例六
一种WC超细粉体制备合金的方法，先将碳化钨02粉体,纳米碳化钒VC和纳米碳化铬Cr3C2，放入球磨机中,采用直径是7mm和3mm的研磨珠混合研磨，7mm和3mm的研磨珠配比是3:1，球磨24h后，加入金属钴Co粉，继续球磨36h；混合均匀后，采用HIP烧结工艺，烧结温度是1340~1400℃。
该实施例中，纳米碳化钒占比0.5%，纳米碳化铬占比0.75%，钴占比9%，余量是碳化钨02粉体。
实施例七
一种WC超细粉体制备合金的方法，先将碳化钨02粉体,纳米碳化钒VC和纳米碳化铬Cr3C2，放入球磨机中,采用直径是6.5mm和4.5mm的研磨珠混合研磨，6.5mm和4.5mm的研磨珠配比是3:1，球磨24h后，加入金属钴Co粉，继续球磨36h；混合均匀后，采用HIP烧结工艺，烧结温度是1340~1400℃。
该实施例中，纳米碳化钒占比0.33%，纳米碳化铬占比0.32%，钴占比4%，余量是碳化钨02粉体。
表一是实施例一至实施例七制备合金的平均晶粒度、硬度和韧性值。
对照例一
对照例一球磨时钴粉和WC超细粉体、纳米碳化钒和纳米碳化铬一起加入球磨，研磨珠直径选择6.5mm，研磨时间是60h；在球磨机球磨时间、研磨珠的大小和配比，VC、碳化铬的使用比例与实施例一不同，金属铬的含量都是6%，WC含量相应改变，其他条件均相同。
对照例一和实施例一合金的制备参数以及合金参数如表二所示：
表二
表二中对比显示，在钴含量同为6%，本发明降低碳化钒和碳化铬的含量，合金韧性相对于对照例一大；且采用不同直径的研磨珠配比，使得WC超细粉末研磨更充分，也增加了合金的韧性。
图1是对照例一制备的WC超细粉体合金在金相检测 1600X下的图，图2是本发明WC超细粉体制备合金的方法制备的合金金相检测 1600X下的图，对比显示，图1有明显的团聚和粗晶，如图1中圈中所示，图2中团聚和粗晶明显改善。
图3是对照例一制备的合金在电镜检测10000X下的图，图4是本发明制备的合金在电镜检测10000X下的图，高倍镜下对比显示，图3中有明显粗晶，图3圈出。
以上对比显示，本发明在球磨过程中采用先球磨WC、纳米碳化钒和纳米碳化铬后加入钴粉方式，在研磨珠选择时采用颗粒配比的研磨珠，提高研磨效果；相同钴的含量时，降低碳化钒和碳化铬的含量，合金晶粒度相同，但是韧性却增加了。本发明实现了减少合金中结晶和团聚且不会降低合金韧性，且使用常用的HIP烧结工艺即可实现，方法工艺易实现、易推广。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种WC超细粉体制备合金的方法，其特征在于，先将WC超细粉体、纳米碳化钒和纳米碳化铬放入球磨机中球磨一段时间，然后加入钴继续球磨；球磨过程中，采用不同直径的研磨珠配比球磨；然后采用HIP烧结工艺，烧结温度在1340~1400℃；所述纳米碳化钒占合金总量的0.2~1%，所述纳米碳化铬占合金总量的0.2~1%。
2.根据权利要求1所述的WC超细粉体制备合金的方法，其特征在于，所述WC超细粉体、纳米碳化钒和纳米碳化铬球磨时间是22~26h，所述加入钴继续球磨的时间是32~40h。
3.根据权利要求2所述的WC超细粉体制备合金的方法，其特征在于，所述钴占合金总量的3~10%。
4.根据权利要求1至3任一项所述的WC超细粉体制备合金的方法，其特征在于，所述不同直径的研磨珠是直径6~7mm和直径3~4mm的研磨珠，所述配比是2~4:1。
5.根据权利要求4所述的WC超细粉体制备合金的方法，其特征在于，所述球磨过程中，所述研磨珠与研磨料的质量比是4~6:1。
6.一种WC超细粉体制备的合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分制成：钴3~10%，纳米碳化钒0.2~1%，纳米碳化铬0.2~1%，余量为WC超细粉体。
7.根据权利要求6所述的WC超细粉体制备的合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分制成：钴6%，纳米碳化钒0.32%，纳米碳化铬0.45%，余量为WC超细粉体。
8.根据权利要求6所述的WC超细粉体制备的合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分制成：钴8%，纳米碳化钒0.45%，纳米碳化铬0.6%，余量为WC超细粉体。
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