專利名稱：鎢鈷硬質(zhì)合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎢鈷硬質(zhì)合金的制備方法，特別是礦用鎢鈷硬質(zhì)合金的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，在鑿巖領(lǐng)域應(yīng)用較多的一類硬質(zhì)合金是鈷含量為(8～9)wt％的粗晶粒鎢鈷合金。該類合金的制備方法一般包括將WC粉與Co粉經(jīng)配料、濕磨、干燥、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑、燒結(jié)等步驟，其中WC粉的粒度范圍在(20～30)μm，Co含量范圍控制在(8～9)wt％，這樣生產(chǎn)出的合金，其硬度值為一般為(87.0～88.5)HRA，強(qiáng)度值一般為(2100～2800)MPa，沖擊韌性值一般為(3.5～4.5)J/cm2。但該類合金的耐磨性和韌性通常是一對(duì)矛盾隨著Co含量的增加，韌性得到加強(qiáng)，而耐磨性則越來(lái)越低，二者不能兼顧。因此，該合金的使用范圍受到限制，一般適用于f＝10～13級(jí)的巖層。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，盡管找到了解決這一矛盾的一些途徑，如合金的后續(xù)熱處理、低壓燒結(jié)、梯度合金、超細(xì)合金等等，但這些方法不是工藝復(fù)雜就是成本太高，制約著其在礦用合金上的大批應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種鎢鈷合金的制備方法，有效地協(xié)調(diào)其耐磨性和韌性，提高合金的綜合性能，擴(kuò)大礦用合金的應(yīng)用范圍，為鑿巖領(lǐng)域提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的合金。
為了達(dá)到此目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括將WC粉與(8～9)wt％的Co粉經(jīng)配料、濕磨、干燥、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑、燒結(jié)等步驟，配料時(shí)選用粗細(xì)兩種顆粒的WC粉，其中粗顆粒WC粉的粒度為(20～30)μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為(1.2～1.8)μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為60∶40～80∶20。
由于采用了WC晶粒非均勻結(jié)構(gòu)，合金組織得到改善WC晶粒鄰接度減少，Co相分布更均勻，孔隙度降低，裂紋源大大減少。使得該合金的耐磨性和韌性都優(yōu)于同鈷的粗晶粒合金，該合金的硬度值為(87.5～89.0)HRA，強(qiáng)度值為(2300～3000)MPa，沖擊韌性值為(4.5～5.5)J/cm2。由于該合金同時(shí)具有低鈷合金的高耐磨性和高鈷合金的高韌性，故其對(duì)較堅(jiān)硬巖層尤為適用，如可用于f＝16級(jí)的巖層。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，采用細(xì)鈷粉(1.0～1.5)μm比用普通鈷粉(2～3)μm的性能更佳，其韌性能提高5～10％，而添加(0.3～0.6)wt％的TaC后，其硬度(HRA)提高0.2～0.3，即其耐磨性也會(huì)得到增強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將粗細(xì)兩種WC粉與8.0wt％的Co粉按一定要求配料，濕磨20～23小時(shí)后卸料，沉淀5～8小時(shí)，經(jīng)干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結(jié)等步驟制成硬質(zhì)合金。其中，在配料時(shí)粗顆粒WC粉的粒度為24.0μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為2.0μm。
實(shí)施例2將粗細(xì)兩種WC粉與8.5wt％的Co粉按一定要求配料，濕磨20～23小時(shí)后卸料，沉淀5～8小時(shí)，經(jīng)干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結(jié)等步驟制成硬質(zhì)合金。其中，在配料時(shí)粗顆粒WC粉的粒度為28.4μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為1.8μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為1.0μm。
實(shí)施例3將粗細(xì)兩種WC粉與9.0wt％的Co粉按一定要求配料，濕磨20～23小時(shí)后卸料，沉淀5～8小時(shí)，經(jīng)干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結(jié)等步驟制成硬質(zhì)合金。其中，在配料時(shí)粗顆粒WC粉的粒度為20.0μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為1.2μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為1.5μm。
實(shí)施例4將粗細(xì)兩種WC粉、8.5wt％的Co粉以及0.3wt％的TaC按一定要求配料，濕磨20～23小時(shí)后卸料，沉淀5～8小時(shí)，經(jīng)干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結(jié)等步驟制成硬質(zhì)合金。其中，在配料時(shí)粗顆粒WC粉的粒度為30.0μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為60∶40，Co粉粒度為2.6μm。
實(shí)施例5將粗細(xì)兩種WC粉與8.5wt％的Co粉按一定要求配料，濕磨20～23小時(shí)后卸料，沉淀5～8小時(shí)，經(jīng)干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結(jié)等步驟制成硬質(zhì)合金。其中，在配料時(shí)粗顆粒WC粉的粒度為24.0μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為80∶20，Co粉粒度為3.0μm。
實(shí)施例6將粗細(xì)兩種WC粉、8.5wt％的Co粉以及0.5wt％的TaC按一定要求配料，濕磨20～23小時(shí)后卸料，沉淀5～8小時(shí)，經(jīng)干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結(jié)等步驟制成硬質(zhì)合金。其中，在配料時(shí)粗顆粒WC粉的粒度為24.0μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為3.0μm。
實(shí)施例7將粗細(xì)兩種WC粉、8.5wt％的Co粉以及0.6wt％的TaC按一定要求配料，濕磨20～23小時(shí)后卸料，沉淀5～8小時(shí)，經(jīng)干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結(jié)等步驟制成硬質(zhì)合金。其中，在配料時(shí)粗顆粒WC粉的粒度為24.0μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為1.34μm。
表1列出了實(shí)施例1至7中配料時(shí)粉末的粒度及具體配比，表2提供了采用實(shí)施例1至7的方法制備的硬質(zhì)合金的硬度、強(qiáng)度和沖擊韌性值。
表1
表2
權(quán)利要求
1.一種鎢鈷硬質(zhì)合金的制備方法，包括將WC粉與(8～9)wt％的Co粉經(jīng)配料、濕磨、干燥、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑、燒結(jié)等步驟，其特征在于配料時(shí)選用粗細(xì)兩種顆粒的WC粉，其中粗顆粒WC粉的粒度為(20～30)μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為(1.2～1.8)μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為60∶40～80∶20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢鈷硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于配料時(shí)選用(1.0～1.5)μm的Co粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的鎢鈷硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于配料時(shí)添加(0.3～0.6)wt％的TaC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎢鈷硬質(zhì)合金的制備方法，包括將WC粉與(8～9)wt％的Co粉經(jīng)配料、濕磨、干燥、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑、燒結(jié)等步驟，配料時(shí)選用粗細(xì)兩種顆粒的WC粉，其中粗顆粒WC粉的粒度為(20～30)μm，細(xì)顆粒WC粉的粒度為(1.2～1.8)μm，粗顆粒WC粉與細(xì)顆粒WC粉之重量比為60∶40～80∶20。采用本發(fā)明方法可有效地協(xié)調(diào)硬質(zhì)合金耐磨性和韌性，提高合金的綜合性能，擴(kuò)大礦用合金的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)C22C29/08GK1528931SQ03124860
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者許雄亮 申請(qǐng)人:株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司