專利名稱：含釹的硬質(zhì)合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金，它是以WC或WC和WC-TiC等固溶體為硬質(zhì)相，金屬鈷(或其它鐵族元素)為粘結(jié)相配制而成的。
硬質(zhì)合金以好的耐磨性而被廣泛用作切削工具。但是，對大而復(fù)雜的工件加工，除了要求硬質(zhì)合金刀具有好的耐磨性外，更要求其有好的韌性，以便克服粗加工或斷續(xù)切削過程中刀具的抗沖擊性不足，從而減少刀具消耗，降低刀具費用。以往，提高硬質(zhì)合金韌性多采用提高硬質(zhì)合金中鈷的含量或添加TaC的方法，這種方法的缺點是1、提高鈷的含量相應(yīng)地會降低硬質(zhì)合金的耐磨性與刀具壽命;
2、鈷與碳化鉭的價格遠(yuǎn)比一般碳化鎢高，鈷的價格是碳化鎢的3～4倍，碳化鉭的價格是碳化鎢的10～15倍，因此，還是不能顯著地降低刀具費用。
八十年代初，人們開始研究，往硬質(zhì)合金中添加稀土金屬，以提高合金的韌性。如日本公開特許公報昭59-41440“添加釓的硬質(zhì)合金”;日本公開特許昭59-41442“添加鐠的硬質(zhì)合金”，都能明顯地提高合金的高溫強度和耐磨性。然而釓和鐠的價格也比較昂貴，更重要的是其效果還不太理想，仍未能滿意地解決刀具費用高和硬質(zhì)合金韌性低的問題。
本發(fā)明的目的就是為了克服上述提高硬質(zhì)合金韌性方法中的不足之處，采用往硬質(zhì)合金中添加稀土元素釹，達(dá)到在不降低硬質(zhì)合金耐磨性的條件下，提高其抗彎強度和韌性，從而提高硬質(zhì)合金刀具的抗沖擊性能，滿足加工大而復(fù)雜工件的技術(shù)要求，同時大大降低刀具費用。
本發(fā)明的特點在于1、硬質(zhì)合金中含有0.02～4%(重量)的釹(按金屬釹計算);
2、稀土元素釹可以金屬或化合物的形式添加。添加化合物時，其量也應(yīng)按稀土金屬計算。
本發(fā)明的具體實施步驟是將稱好的WC粉(還可以再加入TiC、TaC、NbC、ZrC、HfC中的一種或兩種以上)，金屬鈷粉(或其它鐵族元素)、稀土金屬釹或釹的化合物(也可以加其它稀土元素)與研磨介質(zhì)在球磨筒內(nèi)研磨混合，卸料與干燥后加入成型劑，冷壓成型，最后將壓坯在1400～1500℃溫度下燒結(jié)，便得本發(fā)明的含釹硬質(zhì)合金，或含其它稀土元素的硬質(zhì)合金。
本發(fā)明的實施例如下實施例1，用上述方法配制成份為85.97%WC-5.01% TiC-9.02%Co的合金試樣和成份為85.82%WC-5%TiC-9%Co-0.18%稀土金屬的七種合金，上述稀土金屬分別為La、Ce、Pr、Nd、Gd、Y、混合稀土M(鈰的含量大于45%)中的一種。合金試樣編號依次為X、L、C、P、N、G、Y和M。然后測合金試樣的室溫硬度、室溫強度、高溫硬度和高溫強度(如表1所示)。在八種合金試樣中，以添加稀土金屬Nd的綜合性能最好。
表1、八種硬質(zhì)合金的性能對比(三次平均值)
實施例2、用上述方法制取成份為87.86%WC-3%TiC-3%TaC-6.02%Co-0.12%Nd2O3的試樣A和不加Nd2O3的試樣B，然后測其室溫硬度、抗彎強度(如表2所示)。加有Nd2O3的試樣的抗彎強度提高16%。
表2
實施例3、用上述方法配制成份為85.91%WC-5%TiC-9%CO-0.09%Nd的試樣C與不加Nd的試樣D，然后測其性能并作切削試驗，結(jié)果列于表3與表4。
由表3和表4看出，添加Nd的硬質(zhì)合金的抗彎強度提高24.9%，高溫強度提高8%，切削加工時，抗沖擊性能極好，耐用度為不加Nd硬質(zhì)合金的三倍以上。
實施例4，用上述方法配制成份為91.94%WC-8%Co-0.06%Nd的試樣E與不加Nd的試樣F，合金試樣進(jìn)行斷續(xù)切削試驗，其結(jié)果列于表5。
表5
實施例5，用上述方法配制成份為85%WC-5%TiC-9%Co-1%Nd的試樣C與不加Nd的試樣H，然后進(jìn)行斷續(xù)切削試驗，結(jié)果如表6。
表6
通過以上實施例可以看出1、釹是稀土元素中對硬質(zhì)合金性能影響最好的添加劑，效果比鐠和釓好，而且其價格只有鐠或釓的 1/2 ～ 1/3 ，刀具成本僅比不加稀土金屬的增加0.8%。
2、往硬質(zhì)合金中添加稀土金屬釹，能大大提高硬質(zhì)合金的抗彎強度和韌性。其抗彎強度可提高10～20%以上，制得的硬質(zhì)合金刀具耐磨性與抗沖擊性能都極好，在粗加工和斷續(xù)切削過程中可以大大減少崩刃現(xiàn)象，刀具耐用度比不加釹的硬質(zhì)合金刀具可提高200～500%。
3、添加稀土金屬釹的硬質(zhì)合金是一種可大大提高經(jīng)濟(jì)效益的新型硬質(zhì)合金。
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)合金，它是以WC(還可以再加入TiC、TaC、NbC、ZrC、HfC中的一種或兩種以上)為硬質(zhì)相，以金屬鈷(或其它鐵族金屬)為粘結(jié)相，配制而成的，其特征在于還含有0.02～4%(重量)的釹(按金屬釹計算)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)合金，其特征在于釹可以金屬釹或釹的化合物的形式加入，其添加量均按金屬釹計算。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型硬質(zhì)合金，它是以WC(還可以加入TiC、TaC、NbC、ZrC、HfC中的一種或兩種以上)為硬質(zhì)相，金屬鈷(或其它鐵族金屬)為粘結(jié)相，添加0.02～4％(重量)的釹或釹的化合物(按金屬釹計算)配制而成的。新合金抗彎強度有明顯提高，制得的硬質(zhì)合金刀具耐磨性與抗沖擊性能都極好，刀具耐用度比不加稀土元素的硬質(zhì)合金刀具提高2～5倍，從而大大降低刀具費用。
文檔編號C22C29/08GK1036803SQ89105708
公開日1989年11月1日 申請日期1989年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月28日
發(fā)明者羅重麟, 游金秀, 姚學(xué)祥 申請人:株洲硬質(zhì)合金廠