專利名稱：一種WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超細WC-Co系硬質(zhì)合金粉體制備領(lǐng)域，具體是指一種WC-Co 系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的制備方法。
背景技術(shù)：
WC-Co系硬質(zhì)合金是硬質(zhì)合金中發(fā)展最早且最為成熟的一種硬質(zhì)合金。 到目前為止，WC-Co系硬質(zhì)合金仍然是硬質(zhì)合金領(lǐng)域最主要的部分，因此， WC-Co系硬質(zhì)合金的研究對整個硬質(zhì)合金工業(yè)有著重要的影響。隨著現(xiàn)代工 業(yè)的發(fā)展，硬質(zhì)合金也朝著高強度、高硬度(雙高)的方向發(fā)展，科研工作 者也相應(yīng)地提出了一種采用超細化、甚至納米化的方式來達到該目標。同時， 隨著國際社會普遍對節(jié)能意識的提高和相關(guān)法律措施的出臺，WC-Co系硬質(zhì) 合金的制備同樣面臨著如何降低能耗的問題。
現(xiàn)有的WC-Co系硬質(zhì)合金的制備過程包括制粉、碳化及成型三個過程， 其中，制粉及碳化過程是整個WC-Co系硬質(zhì)合金制備的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。目前， 對WC-Co系硬質(zhì)合金粉體的制備方法分為以下三個步驟(1)首先利用高 能球磨法制備出超細W、 C混合物；(2)對制備出的W、 C混合物進行碳 化，生成超細碳化鎢(WC) ; (3)在生成的WC的基礎(chǔ)上加入Co再進行 高能球磨，使WC和Co混合均勻。在專利號為200520056595.9的中國實用 新型中公開了一種電暈放電等離子體輔助高能球磨機，該設(shè)備結(jié)合高能球磨 法及電暈放電等離子體的雙重作用，從而使該設(shè)備具有高效率的典型特征。
所謂的高能球磨法是指利用高能球磨機的高速轉(zhuǎn)動或振動，從而帶動球 磨中的磨球高速旋轉(zhuǎn)或振動，使得這些高速旋轉(zhuǎn)或振動的磨球之間相互作用 (碰撞、剪切等)，從而使得在磨球之間的粉體逐漸細化、均勻化甚至合金 化。即將一種或者一種以上的單質(zhì)或者化合物混合，經(jīng)過磨球之間的相互作 用，使得粉體經(jīng)受壓延、壓合、碾碎、再壓合的反復(fù)過程(冷焊一粉碎一冷 焊的反復(fù)進行過程)，從而獲得粉體顆粒尺寸、晶粒尺寸不斷細化、均勻化、 合金化的過程。所謂的電暈放電等離子體是等離子體的一種，屬于非熱力學(xué)
平衡等離子體(冷等離子體)。其典型特征是內(nèi)部電子溫度很高，可達上萬
開爾文，而離子及氣體(宏觀溫度)溫度接近常溫，即Te Ti=Tg，同時具 有均勻、散漫、穩(wěn)定等優(yōu)點。
因此，在高能球磨法的基礎(chǔ)上結(jié)合電暈放電等離子體，更能使粉體局部 溫度迅速增加后又迅速降低，同時這部分粉體承受高能磨球的撞擊、剪切作 用，使得粉體更加容易細化，且由于電暈放電等離子體的高能作用，使得粉 體收到激發(fā)、電離等作用后，處于瞬時高能激發(fā)或者電離狀態(tài)，從而有利于 混合物進一步反應(yīng)。但是，目前還沒有利用電暈放電等離子體來結(jié)合輔助高 能球磨機制備WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述傳統(tǒng)硬質(zhì)合金(粉體)制備技術(shù)的缺點和不 足，提供一種在基于電暈放電等離子體輔助高能球磨技術(shù)之上，通過球磨和 低溫碳化兩步工序就能直接合成的一種WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的 制備方法，該制備方法不僅能夠節(jié)約能源，而且能提高合成效率。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn) 一種WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金 粉體的制備方法，包括超細WC混合物的制備及WC-Co硬質(zhì)合金粉體的制備， 其步驟如下
(1) 安裝好球磨罐的前蓋板和電極棒，并把前蓋板和電極棒分別與等離 子體電源的正負兩級相連，其中，電極棒接等離子體電源的正極，前蓋板接等 離子體電源的負極；
(2) 在球磨罐中裝入磨球和一定配比的W、 C、 Co原料，當電極棒及磨 球均與W、 C、 Co原料接觸后，蓋好球磨罐的后蓋板；
(3) 通過真空閥對密閉的球磨罐抽負壓至0.01 0.1Pa，或者在抽負壓至 0.01 0.1Pa以后再通過真空閥通入放電氣體介質(zhì)，直到該球磨罐內(nèi)的壓力為 0.01 0.1MPa;
(4) 接通等離子體的電源，根據(jù)放電氣體介質(zhì)及其壓力調(diào)節(jié)放電參數(shù)， 使等離子體電源的電壓為3 30KV，頻率為5 40KHZ，實現(xiàn)電暈放電，并啟動 驅(qū)動電動機帶動激振塊，使機架及固定在機架上的球磨罐同時振動，從而改 變電極棒和球磨罐內(nèi)磨球的相對位置，進行不同類型的電暈放電等離子體高 能球磨；
(5) 待球磨好以后，取出W、 C、 Co的混合粉體，放置于熱源環(huán)境中進 行炭化。
所述的放電氣體介質(zhì)為氬氣、氮氣、氨氣或甲烷。
所述步驟(5)中的熱源環(huán)境的溫度為900 140(TC，壓力為0.01Pa 80 MPa。
所述步驟(2)中的W、 C、 C0的各原料成分按照1: 1: X進行配比，其
中，X的取值范圍是0《X《20。
制備WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的制備方法所用的電暈放電等離子 體輔助高能球磨機，包括底座l、磨球2、彈簧3、電機4、彈性連軸節(jié)5、激振 塊6、機架7、球磨罐8、真空閥8—1、前蓋板8—2、硬質(zhì)合金罐內(nèi)襯8 —3、球 磨罐外罐8 — 4、后蓋板8 — 5、電極棒9及等離子體電源10，所述的球磨罐8安 裝在機架7上，球磨罐8的內(nèi)部放置有磨球2，機架7通過彈簧3安裝在底座1上， 其外側(cè)設(shè)置有激振塊6，驅(qū)動電機4安裝在底座1上，且通過彈性連軸節(jié)5分別 與機架7、激振塊6連接，所述的等離子體電源10分別與前蓋板8 — 2的任意一 個螺栓8 —6及電極棒9相連，所述的硬質(zhì)合金罐內(nèi)襯8—3為WC-XCo硬質(zhì)合 金，所述X的取值范圍是0《X《20。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果
(1) W、 C、 Co原料經(jīng)過該方法處理，混合均勻，整體形貌成層片狀；
(2) W、 C、 Co原料變形大、細化時間短、片層化時間短，與其它球磨 方法相比，該方法能夠更快使粉體達到納米級；
(3) 該方法有利于碳化反應(yīng)進行，對于W、 C、 Co原料進行處理后， 極大的提高了粉體的表面能、界面能、反應(yīng)活性等，且等離子體的熱效應(yīng)對 于W、 C、 Co之間的擴散和固態(tài)反應(yīng)有利，有利于后續(xù)的加熱合成WC—Co 系硬質(zhì)合金粉體的工序；
(4) 加工效率高，制粉時間短，WC合成溫度大大低于其他方法的合成 溫度，從而節(jié)約能源；
(5) 與普通球磨相比，該方法加工量比較大，工業(yè)應(yīng)用前景良好。


圖1是電暈放電等離子體輔助高能球磨機的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是電暈放電等離子體輔助高能球磨機的剖視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施
方式不限于此。
如圖1、 2所示，本發(fā)明所用的電暈放電等離子體輔助高能球磨機，包括 底座l、磨球2、彈簧3、電機4、彈性連軸節(jié)5、激振塊6、機架7、球磨罐 8、真空閥8—1、前蓋板8—2、硬質(zhì)合金罐內(nèi)襯8—3、球磨罐外罐8—4、后 蓋板8 — 5、電極棒9、等離子體電源IO。球磨罐8安裝在機架7上，其內(nèi)部 放置有磨球2，機架7通過彈簧3安裝在底座1上，其外側(cè)設(shè)置有激振塊6， 驅(qū)動電機4安裝在底座1上，且通過彈性連軸節(jié)5分別與機架7、激振塊6 連接。等離子體電源10分別與前蓋板8—2的任意一個螺栓8_6及電極棒9 相連。
球磨罐8中，選用不銹鋼作為基體材料作為球磨罐外罐8—4，其球磨罐 內(nèi)襯8—3為WC-10Co型硬質(zhì)合金，或者在制備具體某一種WC-Co系納米復(fù) 合硬質(zhì)合金粉體的時候，也可以選擇與該種WC-C0系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體 相對應(yīng)的WC-Co型的硬質(zhì)合金作為球磨罐內(nèi)襯，其內(nèi)徑為150mm，高145mm， 罐壁厚12mm。
實施例l，制備WC-20Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，選取磨球總體積占球磨罐 容積的75% ，其中，直徑為22mm的磨球數(shù)量占總磨球數(shù)量的15 % ，直徑18mm 的磨球數(shù)量占總磨球數(shù)量的75%,直徑10mm的磨球數(shù)量占總磨球數(shù)量的10 %，待處理的W、 C、 Co原料松容積占磨球之間空隙的130%。
制備WC-20Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體包括以下步驟
(1) 安裝好球磨罐的前蓋板和電極棒，并把所屬的球磨罐和電極棒分別 與等離子體電源的正負兩級相連，其中，電極棒接等離子體電源的正極，前蓋 板接等離子體電源的負極；
(2) 在球磨罐中裝入磨球和待處理W、 C、 Co原料，原料各成分配比按 照WC-20Co這種硬質(zhì)合金成分的原子配比添加，其中補碳20%，當電極棒和 磨球均與待處理的W、 C、 Co原料接觸后，蓋好球磨罐的后蓋板；
(3) 通過真空閥對密閉的球磨罐先抽負壓至0.01Pa，然后再充入氬氣， 直到球磨罐內(nèi)的壓力為0.1MPa;
(4) 接通等離子體電源，根據(jù)放電氣體介質(zhì)及其壓力調(diào)節(jié)放電參數(shù)，使 其等離子體電源的電壓為30KV，頻率為40KHZ時，實現(xiàn)電暈放電，并啟動 驅(qū)動電機帶動激振塊旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速為930r/min，激振塊采用10mm 雙振幅，使機架及固定在機架上的球磨罐同時振動，從而改變電極棒與球磨罐 內(nèi)磨球的相對位置，進行電暈放電等離子體輔助高能球磨，球磨時間為3小時；
(5)取出處理過的W、 C、 Co復(fù)合粉體，置于0.1MPa壓力條件下的熱 源中加熱至100(TC進行炭化，保溫60分鐘，產(chǎn)物即為WC-20Co納米復(fù)合硬
質(zhì)合金粉體。
實施例2，制備WC-10Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，選取磨球總體積占球磨罐 容積的70%，其中，直徑為20mm的磨球數(shù)量占總磨球數(shù)量的10%，直徑15mm 的磨球數(shù)量占總磨球數(shù)量的80%，直徑10mm的磨球數(shù)量占總磨球數(shù)量的10 %，待處理的W、 C、 Co原料松容積占磨球之間空隙的60X。
制備WC-10Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體包括以下步驟
(1) 安裝好球磨罐的前蓋板和電極棒，并把所屬的球磨罐和電極棒分別 與等離子體電源的正負兩級相連，其中，電極棒接等離子體電源的正極，前蓋 板接等離子體電源的負極；
(2) 在球磨罐中裝入磨球和待處理W、 C、 Co原料，原料各成分配比按 照WC-10Co這種硬質(zhì)合金成分的原子配比添加，其中補碳10%，當電極棒和 磨球均與待處理的W、 C、 Co原料接觸后，蓋好球磨罐的后蓋板；
(3) 通過真空閥對密閉的球磨罐抽負壓至0.01Pa;
(4) 接通等離子體電源，根據(jù)放電氣體介質(zhì)及其壓力調(diào)節(jié)放電參數(shù)，使 其等離子體電源的電壓為10KV，頻率為20KHZ時，實現(xiàn)電暈放電，并啟動 驅(qū)動電機帶動激振塊旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速為1400r/min，激振塊采用5mm 雙振幅，使機架及固定在機架上的球磨罐同時振動，從而改變電極棒與球磨罐 內(nèi)磨球的相對位置，進行電暈放電等離子體輔助高能球磨，球磨時間為1.5小 時；
(5) 取出處理過的W、 C、 Co復(fù)合粉體，置于0.1MPa壓力條件下的熱 源中加熱至90(TC進行碳化，保溫1小時，產(chǎn)物即為WC-10Co納米復(fù)合硬質(zhì) 合金粉體。
實施例3，制備純WC納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助髙能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-20Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC這種硬質(zhì)合金成分的原子配比添加，其中補碳5%,此時不加Co; 所充的氣體介質(zhì)為N2;等離子體電源的電壓為10KV、頻率為5KHz;合成溫 度為110(TC，熱源壓力為0.1MPa。產(chǎn)物即為純WC納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例4，制備WC-19Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-20Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-19Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，磨球總體積占球磨罐容積的 70%，待處理的W、 C、 Co原料松容積占磨球之間空隙的60X，等離子體電 源的電壓為20KV、頻率為20KHz,碳化溫度為IIO(TC。所得產(chǎn)物為WC-19Co 納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例5，制備WC-18Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-19Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-18Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，球磨時間為1.5小時，所充 氣體介質(zhì)為CH4，熱源壓力為80MPa。所得產(chǎn)物為WC-18Co納米復(fù)合硬質(zhì)合 金粉體。
實施例6，制備WC-17Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-18Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-17Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，充入氬氣直到球磨罐內(nèi)的壓 力為0.2MPa，球磨時間為1小時，碳化溫度為1400°C，碳化熱源壓力為 0.01MPa。所得產(chǎn)物為WC-17Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例7，制備WC-16Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-17Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-16Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，球磨時間為5小時，碳化溫 度為950°C。所得產(chǎn)物為WC-17Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例8，制備WC-15Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-20Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-15Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，補碳15%，所充氣體介質(zhì)為 NH3。所得產(chǎn)物為WC-15Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例9，制備WC-14Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-15Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配
比按照WC-14Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，磨球總體積占球磨罐容積的 70%，待處理的W、 C、 0)原料松容積占磨球之間空隙的60%，等離子體電 源的電壓為20KV、頻率為20KHz，熱源壓力為95(TC。所得產(chǎn)物為WC-14Co 納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例IO，制備WC-13Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-14Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-13Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，球磨時間為1.5小時，碳化 溫度為IIO(TC,熱源壓力為20MPa。所得產(chǎn)物為WC-13Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金 粉體。
實施例ll，制備WC-12Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-13Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-12Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，球磨時間為l小時，碳化溫 度為1400°C。所得產(chǎn)物為WC-12Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例12，制備WC-llCo納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-13Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-llCo硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，所充氣體介質(zhì)為N2，球磨時 間為8小時。所得產(chǎn)物為WC-llCo納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例13,制備WC-9Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-10Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-9Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，磨球總體積占球磨罐容積的 70%，待處理的W、 C、 0)原料松容積占磨球之間空隙的60%，等離子體電 源的電壓為20KV、頻率為20KHz。所得產(chǎn)物為WC-9Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉 體。
實施例14，制備WC-8Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-9Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-9Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，球磨時間為5小時，碳化保 溫時間為0.5小時。所得產(chǎn)物為WC-19Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。實施例15，制備WC-7Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-20Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-7Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，磨球總體積占球磨罐容積的 60%，待處理的W、 C、 Co原料松容積占磨球之間空隙的60X,充入氬氣直 到球磨罐內(nèi)的壓力為0.2MPa，等離子體電源的電壓為20KV、頻率為20KHz， 球磨時間為8小時，碳化熱源壓力為80MPa。所得產(chǎn)物為WC-7Co納米復(fù)合 硬質(zhì)合金粉體。
實施例16，制備WC-6Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-7Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-6Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，球磨時間為1小時，碳化溫 度為1300°C。所得產(chǎn)物為WC-6Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例17，制備WC-5Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-10Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-5Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，補碳5。％ ，磨球總體積占球磨 罐容積的70%，待處理的W、 C、 Co原料松容積占磨球之間空隙的60X，等 離子體電源的電壓為20KV、頻率為20KHz，熱源壓力為8MPa。所得產(chǎn)物為 WC-5Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。實施例18，制備WC-4Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-5Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-5Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，球磨時間為1小時，碳化溫 度為1300°C。所得產(chǎn)物為WC-4Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
實施例19，制備WC-3Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC-5Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-5Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，球磨時間為4小時，等離子 體電源的電壓為3KV、頻率為10KHZ，所得產(chǎn)物為WC-3Co納米復(fù)合粉體。
實施例20，制備WC-2Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助髙能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條
件基本與制備WC-5Co硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配 比按照WC-2Co硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，其中補碳5%，球磨時間為8 小時。所得產(chǎn)物為WC-2Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。 實施例21 ，制備WC-lCo納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體
采用上述電暈放電等離子體輔助高能球磨機，處理W、 C、 Co的工藝條 件基本與制備WC硬質(zhì)合金相同，不同之處在于W、 C、 Co的原料配比按 照WC-lCo硬質(zhì)合金成分的原子配比進行，球磨時間為1.5小時。所得產(chǎn)物為 WC-lCo納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體。
如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1、一種WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的制備方法，包括超細WC混合物的制備及WC-Co硬質(zhì)合金粉體的制備，其步驟如下(1)安裝好球磨罐的前蓋板和電極棒，并把前蓋板和電極棒分別與等離子體電源的正負兩級相連，其中，電極棒接等離子體電源的正極，前蓋板接等離子體電源的負極；(2)在球磨罐中裝入磨球和一定配比的W、C、Co原料，當電極棒及磨球均與W、C、Co原料接觸后，蓋好球磨罐的后蓋板；(3)通過真空閥對密閉的球磨罐抽負壓至0.01～0.1Pa，或者在抽負壓至0.01～0.1Pa以后再通過真空閥通入放電氣體介質(zhì)，直到該球磨罐內(nèi)的壓力為0.01～0.1MPa；(4)接通等離子體電源，根據(jù)放電氣體介質(zhì)及其壓力調(diào)節(jié)放電參數(shù)，使等離子體電源的電壓為3～30KV，頻率為5～40KHZ，實現(xiàn)電暈放電，并啟動驅(qū)動電動機帶動激振塊，使機架及固定在機架上的球磨罐同時振動，從而改變電極棒和球磨罐內(nèi)磨球的相對位置，進行不同類型的電暈放電等離子體高能球磨；(5)待球磨好以后，取出W、C、Co的混合粉體，放置于熱源環(huán)境中進行炭化。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的制備方 法，其特征在于，所述的放電氣體介質(zhì)為氬氣、氮氣、氨氣或甲烷。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的制備方 法，其特征在于，所述步驟(5)中的熱源環(huán)境的溫度為900 1400。C，壓力為 0雄a 80 MPa。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的W、 C、 C0的各原料成分按照1: 1: X進行配比，其中，X的取值范圍是0《X《20。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l 4任一項所述的一種WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的 制備方法所用的電暈放電等離子體輔助高能球磨機，由包括底座(1)、磨球(2)、彈簧(3)、電機(4)、彈性連軸節(jié)(5)、激振塊(6)、機架(7)、 球磨罐(8)、真空閥(8—1)、前蓋板(8—2)、硬質(zhì)合金罐內(nèi)襯(8 — 3)、 球磨罐外罐(8 — 4)、后蓋板(8 — 5)、電極棒(9)及等離子體電源(10)， 所述的球磨罐(8)安裝在機架(7)上，球磨罐(8)的內(nèi)部放置有磨球(2), 機架(7)通過彈簧(3)安裝在底座(1)上，其外側(cè)設(shè)置有激振塊(6)，驅(qū) 動電機(4)安裝在底座(1)上，且通過彈性連軸節(jié)(5)分別與機架(7)、 激振塊(6)連接，所述的等離子體電源(10)分別與前蓋板(8 — 2)的任意 一個螺栓(8 — 6)及電極棒(9)相連，其特征在于，所述的硬質(zhì)合金罐內(nèi)襯 (8—3)為WC-XCo硬質(zhì)合金，所述X的取值范圍是0《X《20。
全文摘要
本發(fā)明提供一種WC-Co系納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉體的制備方法，包括安裝好球磨罐的前蓋板和電極棒，并把前蓋板和電極棒分別與等離子體電源的兩極連接；在球磨罐中裝入磨球和一定配比的W、C、Co原料，且當電極棒與磨球和W、C、Co原料接觸后，蓋好球磨罐的后蓋板；通過真空閥對密閉的球磨罐抽負壓至0.01～0.1Pa，或者在抽負壓后通過真空閥通入放電氣體介質(zhì)，直到壓力為0.01～0.1MPa；接通等離子體電源，根據(jù)放電氣體介質(zhì)及其壓力調(diào)節(jié)放電參數(shù)，進行不同類型的電暈放電等離子體高能球磨；取出W、C、Co的混合粉體，放置于熱源環(huán)境中進行合成反應(yīng)，得到相應(yīng)的硬質(zhì)合金。本發(fā)明不僅能夠節(jié)約能源，而且能提高合成效率。
文檔編號B22F9/04GK101181752SQ20071003254
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者戴樂陽, 曾美琴, 敏 朱, 歐陽柳章, 磊 靳, 顧南山 申請人:華南理工大學(xué)