CN1865477A - TiC-WC基合金制品 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属陶瓷、硬质合金生产领域中的TiC-WC基合金导卫辊及阀芯、阀座类制品。其成份中包括含TiC:30~60wt%、WC:15~55wt%、Ta:0~3.0wt%的硬质相,粘结相Co+Ni:10~30wt%及晶粒长大抑制剂Cr:0~3.0wt%。其制品密度仅为WC基硬质合金密度的0.3~0.5倍,抗弯强度可高达2500N/mm2、硬度HRA87.0~90.5,金相组织均匀、晶粒饱满、无尖角。因而具有质量轻、孔隙度低、强度及硬度高,高温耐磨、耐腐蚀性及抗氧化性强,热稳定性好,使用寿命可较背景技术延长35~40%等特点。克服了背景技术硬度及高温强度较低、耐磨性差,烧结控制难、成型精度及稳定性差,使用寿命较短等弊病。
Description
技术领域
本发明属于金属陶瓷、硬质合金生产领域中TiC-WC基合金制品,特别是一种以TiC和WC为主硬质相,以Ni/Co为粘结相的导卫辊类和阀芯阀座等合金制品。
背景技术
在高速线材轧钢线上用于将线、棒材轧制后的红钢运送到辊槽以防止绕钢和甩尾等事故发生的导辊、导管、夹送辊等导卫辊,由于长期处于900~1100℃高温及35000转/分钟左右转速的恶劣条件下工作,因此对部件的高温强度、高温耐磨性、抗氧化性以及部件本身的密度(比重)要求较高。传统的导卫辊一般采用铸钢和高速钢制作,虽然具有材料来源广,生产成本较低等优点,但却存在耐高温及耐磨性差、易破损、使用寿命短且易磁化,在使用过程中因磨损产生的铁屑极易粘附在导辊等表面而划伤型材、影响产品质量等弊病。针对这些弊病公开号为CN1079996A,发明名称为《热加工用的轻质硬质合金》的专利文献公开了一种以占总重量45~59.5wt%的碳化钛、碳化钨或加入少量碳化钽作为硬质相,以占总重量40.5~55wt%的钴、镍和钼为粘结相、通过粉末冶金工艺烧结而成的轧辊类热加工用轻质硬质合金制品。该合金其一、粘结相成份高达40wt%以上,粘结相含量高虽然可以提高合金的抗弯强度,但同时也降低了耐磨性及硬度、且烧结时因液相量过多、易变形;其二、在合金成份中添加Mo(钼)元素,Mo虽然能润湿TiC使烧结致密化、但同时又会形成脆性相并包覆在TiC颗粒周围降低合金的强度、特别是高温强度;其三、合金的组织中同时存在TiC、TiC-WC、TiC-Mo2C、WC和固溶体粘结相等5个相、相成份复杂不易控制。因而上述背景技术存在硬度及高温强度低、耐磨性差,制品烧结控制难、成型精度及稳定性差,使用寿命仍较短等缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷,研究开发一种TiC-WC基合金制品,以达到提高导卫辊类及阀芯、阀座类制品的综合机械性能、耐高温强度及高温耐磨性能、耐化学腐性能,有效延长制品的使用寿命、降低使用成本等目的。
本发明的解决方案是降低粘结相在合金成份中的比例并只采用Co和Ni作为粘结相,同时调整合金成份及TiC、WC在合金成份中的比例,从而实现其目的。因此本发明TiC-WC基合金制品的成份包含硬质相及粘结相;关键在于其成份中还含有0~3.0wt%的晶粒长大抑制剂Cr,而硬质相中含TiC:30~60wt%、WC:15~55wt%、Ta:0~3.0wt%,粘结相Co+Ni为10~30wt%。
所述合金制品中粘结相Co+Ni为:10~30wt%,以粘结相总成份重量计,其中:Co为6.5~50wt%、Ni为50~93.5wt%。
本发明制品密度低、仅为WC基硬质合金密度的0.3~0.5倍,抗弯强度可高达2500N/mm2,孔隙度均为A02B00C00,硬度HRA87.0~90.5,金相组织均匀,晶粒饱满,无尖角。因而具有质量轻、孔隙度低、强度及硬度高、高温耐磨、耐腐蚀性及抗氧化性强,热稳定性好,使用寿命可较背景技术延长35~40%等特点。
附图说明
图1.为实施例1制品×1500倍金相组织照片;图中黑色球状物为硬质相、浅色部分为粘结相。
具体实施方式
实施例1:本实施例以生产高速线材轧钢用导卫辊为例(按每批100kg配料):
A、湿磨配料:将符合工业生产标准用56.5kgTiC、18kgWC、14kgNi、10kgCo及1.5kgCr粉末置于球磨机内,温磨混合64小时后、加石蜡2.0kg继续球磨混合均匀后,料浆过320目筛,所得混合粉料送入真空干燥器中在100℃温度下干燥处理以除去湿磨介质,冷却后经均化处理、得混合粉料待用;本实施例湿磨介质为己烷;
B、模压成型及预烧结:将所得混合粉料送入模具中,压制成导卫辊初坯;然后送入真空炉内在500℃温度下煅烧75分钟,除去石蜡、随炉冷却后机加工成制品要求的形状;
C、烧结:将经步骤B加工成的半成品送入低压烧炉内、在1450℃温度下保压烧结25分钟,随炉冷却后即得目的制品。
附图1、为本实施例×1500倍金相组织照片;所得制品经检测:密度6.5g/cm3、硬度HRA>87.0,抗弯强度2200N/mm2,孔隙度A02B00C00。现场轧制试验单槽使用寿命4000T。
实施例2:以生产耐磨、耐腐蚀球阀阀芯及阀座为例(按每批100kg配料):
A、湿磨配料:将工业用30kgTiC、54kgWC、7.5kgNi、7.5kgCo及1.0kgTa粉末置于球磨机内;以下工艺及参数(包括B、C步骤)均与实施例1相同。
本实施例制品经检测:密度9.0g/cm3、硬度HRA≥90.5、抗弯强度2000N/mm2、孔隙度A02B00C00。
Claims (2)
1、一种TiC-WC基合金制品,包含硬质相及粘结相,其特征在于合金成份中还含有0~3.0wt%的晶粒长大抑制剂Cr,而硬质相中含TiC:30~60wt%、WC:15~55wt%、Ta:0~3.0wt%,粘结相Co+Ni为10~30wt%。
2、按权利要求1.所述TiC-WC基合金制品,其特征在于以粘结相总成份重量计:Co为6.5~50wt%、Ni为5~93.5wt%。
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