CN1544676A - 一种非均匀硬质合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种非均匀硬质合金的制备方法。它是在配料时按重量比为Co11～12％，9.01～13μm的WC44～48％，1.0～1.2μm的WC 41～44％配制混合料，混合料按球料比为4.8～5.3∶1，液固比为450～510ml/kg，在球磨机中进行湿磨，研磨时间为34～36h，再经干燥、压制成型，而后在真空度为10～300Pa，烧结温度为1400～1420℃的条件下进行真空烧结，制备出具有高强度和高硬度的非均匀结构硬质合金。用本发明方法制备的硬质合金铲雪片硬度达88.0HRA，抗弯强度达3000MPa以上，比现有技术制备的铲雪片使用使命提高20％以上。
Description
技术领域
本发明涉及非均匀硬质合金的制备，特别是高强度高硬度的非均匀硬质合金的制备。
背景技术
硬质合金因为具有强度高，硬度高耐磨性好等特点，是一种广泛应用的工具材料和耐磨材料。但是硬质合金制备中普遍遇到的技术问题是高强度和高硬度难于同步实现，具有高强度时，往往硬度低，耐磨性差；具有高硬度时，又往往强度低，韧性差。如何尽可能做到高强度和高硬度的同步实现，满足各种工程机械、凿岩工具的特殊需求，始终是硬质合金研制的主要内容。欧美等公路交通发达，但冰雪量大、冰雪时间长的国家大量使用的铲雪车上的硬质合金铲雪片，就要求既有高强度，又有高硬度。目前，一种采用11μmWC制备的Co含量为10～11.5％的硬质合金铲雪片，硬度为86.5HRA，抗弯强度仅为2260MPa，特别是硬度低，不耐磨；另一种采用7μmWC制备的Co含量为9.8～10.2％的硬质合金铲雪片，硬度为87HRA，抗弯强度为2420MPa，但是强度仍低，使用中容易碎裂，它们都存在使用寿命短，运行费用高，不能完全满足铲雪车的使用要求的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述已有技术存在问题，提供一种既有高强度，又有高硬度的的新型硬质合金的制备方法，以满足制备硬质合金铲雪片这类具有特殊要求的硬质合金的生产需要，并提高产品的使用寿命。
实现本发明目的采用的技术方案是：以现有的制备硬质合金的工艺为基础，配料时按重量比为Co11～12％，9.01～13μm的WC 44～48％，1.0～1.2μm的WC 41～44％配制混合料，混合料按球料比为4.8～5.3∶1，液固比为450～510ml/kg，在球磨机中以酒精为介质进行湿磨，球磨机转速为34～38r/min，研磨时间为34～36h，再经干燥、压制成型，而后在真空度为10～300Pa，烧结温度为1400～1420℃，保温50分钟的条件下进行真空烧结，制备出具有高强度和高硬度的非均匀结构硬质合金。
本发明方法的优点是配制混合料时，运用硬质合金非均匀结构的相关理论，在合金中钴含量一定的条件下，合理搭配粗颗粒WC和细颗粒或中颗粒WC的比例，这种非均匀结构WC-Co合金，由于WC晶粒或形状差异较大，有利于减少合金的孔隙率、裂纹源数目或减少裂纹源的尺寸，提高合金的断裂强度和韧性；加入细颗粒WC，必然增加合金的硬度和耐磨性，正是这两种晶粒不同的WC颗粒的结合，并合理搭配，使合金既有较高的硬度，又有较高的强度，进而提高了合金的使用寿命。用本发明方法制备的硬质合金铲雪片硬度达88.0HRA，抗弯强度达3000MPa以上，比现有技术制备的铲雪片使用使命提高20％以上，。
具体实施方式
本发明用于制备铲雪片时的实施例如下：
实施例1：配制重量比为Co11％，9.04μm的WC48％，1.0μm的WC41％的混合料220kg，配制好的混合料在180立升球磨机中，以酒精作介质进行湿磨，球料比为5.0∶1，液固比为460ml/kg，球磨机转速为34r/min，研磨时间为34小时，研磨料经干燥、压制成型后用普通真空炉进行烧结，烧结温度为1420℃(保温50分钟)，真空度为10～300Pa。产成品合金性能为：硬度88.5HRA，抗弯强度3100MPa，WC平均晶粒度2.0μm，密度为14.25g/cm3。
实施例2：配制重量比为Co11.3％，11μm的WC46％，1.1μm的WC 42.7％的混合料220kg，配制好的混合料在180立升球磨机中，以酒精作介质进行湿磨，球料比为4.9∶1，液固比为480ml/kg，球磨机转速为36r/min，研磨时间为35小时，研磨料经干燥、压制成型后用普通真空炉进行烧结，烧结温度为1410℃(保温50分钟)，真空度为10～300Pa。产成品合金性能为：硬度88.3HRA，抗弯强度3400MPa，WC平均晶粒度2.0μm，密度14.20g/cm3。
实施例3：配制重量比为Co11.5％，12μm的WC45.3％，1.2μm的WC43.2％的混合料220kg，配制好的混合料在180立升球磨机中，以酒精作介质进行湿磨，球料比为5.2∶1，液固比为500ml/kg，球磨机转速为38r/min，研磨时间为36小时，研磨料经干燥、压制成型后用普通真空炉进行烧结，烧结温度为1410℃(保温50分钟)，真空度为10～300Pa。产成品合金性能为：硬度88.0HRA，抗弯强度3500MPa，WC平均晶粒度2.4μm，密度14.15g/cm3。
实施例4：配制重量比为Co11.7％，12.8μm的WC45％，1.0μm的WC43.3％的混合料220kg，配制好的混合料在180立升球磨机中，以酒精作介质进行湿磨，球料比为5.3∶1，液固比为510ml/kg，球磨机转速为35r/min，研磨时间为34小时，研磨料经干燥、压制成型后用普通真空炉进行烧结，烧结温度为1400℃(保温50分钟)，真空度为10～300Pa。产成品合金性能为：硬度87.9HRA，抗弯强度3600MPa，WC平均晶粒2.4μm，密度14.13g/cm3。
实施例5：配制重量比为Co12％，10.5μm的WC44％，1.2μm的WC44％的混合料220kg，配制好的混合料在180立升球磨机中，以酒精作介质进行湿磨，球料比为4.8∶1，液固比为450ml/kg，球磨机转速为37r/min，研磨时间为36小时，研磨料经干燥、压制成型后用普通真空炉进行烧结，烧结温度为1410℃(保温50分钟)，真空度为10～300Pa。产成品合金性能为：硬度87.6HRA，抗弯强度3800MPa，WC平均晶粒度2.0μm，密度14.10g/cm3。
Claims (1)
1.一种非均匀硬质合金的制备方法，包括配制混合料，混合料按球料比为4.8～5.3∶1，液固比为450～510ml/kg，在球磨机中以酒精为介质进行湿磨，球磨机转速为34～38r/min，研磨时间为34～36h，再经干燥、压制成型，而后在真空度为10～300Pa、烧结温度为1400～1420℃、保温50分钟的条件下进行真空烧结，其特征是配料时按重量比为Co11～12％，9.01～13μm的WC44～48％，1.0～1.2μm的WC41～44％配制混合料。
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