一種硬質(zhì)合金、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)合金，包括6.0～13.2重量%的鈷和86.3～93.5重量%的碳化鎢（WC），所述硬質(zhì)合金的平均晶粒度為0.6～1.0μm，結(jié)構(gòu)均勻，硬度為HRA91.5～93.0，抗彎強(qiáng)度為3000～4500MPa，斷裂韌性值9～15MPam1/2。本發(fā)明還提供了所述硬質(zhì)合金的制備方法，包括以WC/Co復(fù)合粉為原料攪拌球磨13～20小時(shí)得到混合料，然后經(jīng)壓制、脫蠟和低壓燒結(jié)得到。本發(fā)明還提供了所述硬質(zhì)合金在高壓及耐磨件領(lǐng)域的應(yīng)用，優(yōu)選在人造金剛石合成領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種硬質(zhì)合金、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金、制備方法及其應(yīng)用。
背景 技術(shù)
[0002]細(xì)晶粒、超細(xì)硬質(zhì)合金因其高硬度、高強(qiáng)度的優(yōu)異性能而成為高效精密刀具等要求耐磨性、穩(wěn)定性領(lǐng)域的理想材料。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的推廣，除了耐磨性好，對(duì)其剛性及韌性的要求也越來(lái)越高。細(xì)顆粒合金的制備方法通常為:用0.6~1.0 μ m細(xì)顆粒WC添加Co和抑制劑，經(jīng)滾動(dòng)球磨、干燥制備混合料、壓制和脫蠟燒結(jié)完成，這種制備方法因球磨時(shí)間一般為60~100小時(shí)，WC活性大，缺陷較多，WC、Co的晶粒尺寸不能達(dá)到微米級(jí)的充分均勻而易造成結(jié)構(gòu)不均勻甚至鈷池出現(xiàn)，使使用性能下降，同時(shí)細(xì)顆?；旌狭系膲褐菩阅茌^差，生產(chǎn)合格率較低。
[0003]在高溫高壓應(yīng)用領(lǐng)域，隨著人造金剛石行業(yè)對(duì)大腔體合成工藝的需求日益增大，復(fù)合片、寶石級(jí)大單晶新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，頂錘材質(zhì)的發(fā)展方向逐步明朗為細(xì)晶粒合金。其優(yōu)點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高，高溫性能下降慢，不易塌錘。目前工業(yè)化應(yīng)用的細(xì)顆粒頂錘的鈷含量一般是8%左右，合金晶粒度為0.8~1.Ομπι。與中顆粒頂錘相比，細(xì)顆粒頂錘的塌錘率明顯下降，但頂錘極易在合成棱邊碎裂，甚至整個(gè)頂頭碎裂，原因主要是細(xì)顆粒合金材質(zhì)變脆，抗拉強(qiáng)度下降，抗疲勞能力及韌性差引起。
[0004]WC/Co復(fù)合粉是生產(chǎn)細(xì)顆粒合金的優(yōu)質(zhì)原料，含有超細(xì)WC和Co晶粒，這種粉末實(shí)現(xiàn)了 WC和Co在微米尺度下的均勻分布，可以避免原料濕磨過(guò)程中混合不均勻的現(xiàn)象，有利于生產(chǎn)出成分均勻的硬質(zhì)合金，同時(shí)復(fù)合粉中Co充分包覆WC，經(jīng)液相燒結(jié)后粘結(jié)相的強(qiáng)度高，合金韌性高，與常規(guī)細(xì)顆粒WC原料生產(chǎn)的合金相比，在同等硬度、強(qiáng)度下，韌性一般提高10%以上。非常適應(yīng)既要耐磨性、抗壓性好，又要有較好的剛性及韌性的應(yīng)用領(lǐng)域，因此，用復(fù)合粉生產(chǎn)的合金具有更好的綜合性能。
[0005]WC/Co復(fù)合粉中Co能充分包覆WC、生產(chǎn)流程短、最終合金結(jié)構(gòu)均勻，綜合性能高等特點(diǎn)，使其成為國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家爭(zhēng)相研究的對(duì)象。WC/Co復(fù)合粉的制備有很多專(zhuān)利報(bào)道，但將其用于硬質(zhì)合金制備的工業(yè)化報(bào)道則很少。吳沖滸在《中國(guó)超細(xì)晶硬質(zhì)合金及原料制備技術(shù)進(jìn)展》中指出:復(fù)合粉產(chǎn)品中WC在較低溫度下(< 1000°C )碳化生成，活性較高，粉末顆粒高溫敏感性強(qiáng)，燒結(jié)時(shí)WC晶粒容易異常長(zhǎng)大。特別是長(zhǎng)時(shí)間的球磨，難于生產(chǎn)晶粒均勻的超細(xì)晶硬質(zhì)合金，在合金球磨、燒結(jié)時(shí)需嚴(yán)格控制，防止WC晶粒異常長(zhǎng)大。
[0006]專(zhuān)利“PCB工具用超細(xì)硬質(zhì)合金的制備方法”(200910044493.8)公開(kāi)了一種用WC/Co復(fù)合粉制備超細(xì)合金的方法:配料，濕磨，干燥，壓制成型，低壓燒結(jié)工序，不同的是配料時(shí)選用亞晶尺寸為50~100 n m的WC/Co復(fù)合粉為原料，再配入或不配入C ο粉而達(dá)到重量百分比為5~10%的C ο含量，還配入重量百分比0.1~1.0%的Cr3C2，重量百分比0.1~1.0%的VC，配料計(jì)算的碳平衡值為+0.1~+0.3%，低壓燒結(jié)的溫度為1380~1420°C，壓力為7.5~lOMpa。該發(fā)明使制備的超細(xì)硬質(zhì)合金金相組織結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)異常長(zhǎng)大晶粒，用這種超細(xì)硬質(zhì)合金生產(chǎn)的PCB工具的耐磨性和孔位精度大大提高。其球磨時(shí)間為60-100小時(shí)。
[0007]上述專(zhuān)利由于球磨時(shí)間長(zhǎng)，增氧嚴(yán)重，必須補(bǔ)高碳量，且產(chǎn)品容易脫碳，不易控制，同時(shí)，球磨時(shí)間長(zhǎng)，混合料的壓制性能變差，即使是對(duì)小型棒材壓制也極易出現(xiàn)裂紋、分層，更不能用于壓制大型頂錘。雖然還有其他高能球磨的方法如行星式高能球磨，容量小，多用于實(shí)驗(yàn)室級(jí)研究，工業(yè)化應(yīng)用未見(jiàn)報(bào)道。
[0008]專(zhuān)利200810143678.X,200910044636.5,201010154111.X,201010246975.4 涉及
攪拌球磨制備制備硬質(zhì)合金混合料的方法，主要涉及對(duì)攪拌球磨的基本參數(shù)改進(jìn)，以保證球磨料漿滿足生產(chǎn)要求。但攪拌球磨機(jī)中底部易沉粉、筒壁易粘粉。罐底部有死角等問(wèn)題，無(wú)法得到根本解決。上述問(wèn)題是影響球磨效果甚至妨礙球磨順利進(jìn)行的技術(shù)難題，將使得材料在合金化過(guò)程中無(wú)法產(chǎn)生均勻、深化的效果，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)難以精確，工藝的穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)上述不足，本發(fā)明以WC/Co復(fù)合粉為原料，通過(guò)攪拌球磨和低壓燒結(jié)得到一種細(xì)顆粒硬質(zhì)合金。具體為在大的球料比下(一般為5:1以上)，精確控制料漿的流速，使得粉末松比大和極易沉淀分層的復(fù)合粉在短時(shí)間內(nèi)被研磨破碎并混合均勻，達(dá)到批量穩(wěn)定制備混合料的效果，后經(jīng)壓制和低壓燒結(jié)等獲得成分、結(jié)構(gòu)均勻，綜合性能好的細(xì)顆粒合金。所述細(xì)顆粒硬質(zhì)合金特別適用于高壓及耐磨零件應(yīng)用領(lǐng)域，尤其適合人造金剛石合成領(lǐng)域。
[0010] 因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種細(xì)顆粒硬質(zhì)合金。
[0011]本發(fā)明的又一目的是提供所述硬質(zhì)合金的制備方法。
[0012]本發(fā)明的再一目的是提供所述硬質(zhì)合金的應(yīng)用。
[0013]本發(fā)明一方面提供了一種硬質(zhì)合金，包括6.0~13.2重量％的鈷和86.3~93.5重量％的碳化鎢，所述硬質(zhì)合金的平均晶粒度為0.6~1.Ομπι，結(jié)構(gòu)均勻，硬度為HRA91.5~93.0，抗彎強(qiáng)度為3000~4500Mpa，斷裂韌性值9~15MPam1/2。
[0014]優(yōu)選所述硬質(zhì)合金包括10.0~13.2重量％的鈷和86.3~89.5重量％的碳化鎢，所述硬質(zhì)合金的平均晶粒度為0.6~1.0 μ m，結(jié)構(gòu)均勻，硬質(zhì)合金的硬度為HRA91.5~92.5，抗彎強(qiáng)度為3000~4500Mpa，斷裂韌性值10~15MPam1/2。
[0015]更優(yōu)選所述硬質(zhì)合金包括10.0重量％的鈷和89.5重量％的碳化鶴，所述硬質(zhì)合金的平均晶粒度為0.6~1.0 μ m，結(jié)構(gòu)均勻，硬質(zhì)合金的硬度為HRA92.0~92.5，抗彎強(qiáng)度為3000~4500Mpa，斷裂韌性值10~12MPam1/2。
[0016]所述硬質(zhì)合金WC分布均勻，壓制性能好，壓制大型產(chǎn)品無(wú)分層和裂紋，硬度高，強(qiáng)度高，具有極好的韌性和剛性的綜合性能，特別適合在高壓及耐磨件領(lǐng)域的應(yīng)用，優(yōu)選在人造金剛石合成領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0017]本發(fā)明另一方面提供了所述硬質(zhì)合金的制備方法，包括:
[0018]以WC/Co復(fù)合粉為原料攪拌球磨13~20小時(shí)得到混合料，然后經(jīng)壓制、脫蠟和低壓燒結(jié)得到本發(fā)明所述的硬質(zhì)合金。
[0019]優(yōu)選所述攪拌球磨在包括立式研磨缸和循環(huán)泵的攪拌球磨機(jī)中進(jìn)行。先啟動(dòng)攪拌桿運(yùn)轉(zhuǎn)，將WC/Co復(fù)合粉、硬質(zhì)合金研磨體、分散劑和成型劑等物質(zhì)加入形成料漿，啟動(dòng)循環(huán)泵，使具有一定壓力的壓縮空氣帶動(dòng)料漿自下而上形成循環(huán)球磨。[0020]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述循環(huán)泵的壓縮空氣壓力和料漿流速根據(jù)以下方法確定:
[0021]步驟一、對(duì)于同一復(fù)合粉，測(cè)定不同壓縮空氣壓力X (單位:Mpa)下料漿流速Y (單位:L/min)；
[0022]步驟二、通過(guò)擬合，建立壓縮空氣壓力X與料漿流速Y之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，并且根據(jù)該關(guān)系計(jì)算出與各個(gè)壓縮空氣壓力X相對(duì)應(yīng)的料漿流速Y。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的方法，在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)置有限個(gè)壓縮空氣壓力X，在該壓縮空氣壓力X下，測(cè)定不同比重的料漿從磨筒內(nèi)抽出的時(shí)間和重量，計(jì)算出相應(yīng)的料漿流速Y，通過(guò)這些壓縮空氣壓力X和料漿流速Y建立兩者之間的關(guān)系。之后借助于該關(guān)系能夠計(jì)算出與任意壓縮空氣壓力X相對(duì)應(yīng)的料漿流速。
[0024]優(yōu)選料漿流速控制在20~30L/min，既能保證料漿攪拌的均勻性，不會(huì)產(chǎn)生死角和沉淀，又能達(dá)到大批生產(chǎn)所需的生產(chǎn)效率。
[0025]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟二中，壓縮空氣壓力X和料漿流速Y之間為線性關(guān)系，優(yōu)選壓縮空氣壓力X和料漿流速Y之間的線性關(guān)系用Y=aX+b表達(dá)，其中a、b對(duì)于特定的復(fù)合粉為常數(shù)。
[0026]通過(guò)調(diào)整循環(huán)泵提供的壓縮空氣的壓力，可以設(shè)計(jì)及控制合理的料漿流速。原因?yàn)椴煌脑铣煞謺?huì)造成料漿的粘度和比重不同，如不對(duì)球磨過(guò)程中料漿流速進(jìn)行控制或控制參數(shù)不當(dāng)，均會(huì)使原料在合金化過(guò)程中無(wú)法產(chǎn)生均勻、深化的效果。料漿流速是由壓縮空氣的壓力和物料比重共同決定的，料漿流速越快，單位時(shí)間內(nèi)物料在研磨缸中的循環(huán)研磨的次數(shù)越多，則粗顆粒被研磨的機(jī)會(huì)越多。如果泵壓力太小，料漿循環(huán)的周期太長(zhǎng)，容易形成死角，造成料漿`不均勻，反之泵壓力太大，則泵磨損大，攪拌效率低。因此需要綜合兩種因素來(lái)設(shè)計(jì)料漿的流速。
[0027]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述WC/Co復(fù)合粉為含鈷為6~12重量％的WC/Co復(fù)合粉，如本公司已獲得專(zhuān)利權(quán)的CN101767204B《碳化鎢鈷復(fù)合粉末的流態(tài)化制備方法》，以及CN102554260B《一種EDTA在制備鎢鈷復(fù)合氧化物粉末中的應(yīng)用》中制備得到的復(fù)合粉。
[0028]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，配料計(jì)算的碳平衡值為+0.0625 ±0.025%。
[0029]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述攪拌球磨的球料比為5.2:1~7.2:1。
[0030]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述攪拌球磨除使用分散劑和成型劑外,還加入介質(zhì)。上述物質(zhì)在本領(lǐng)域?yàn)楣模缢龇稚橛退峄蛴仓?，所述成型劑為石蠟或聚乙二醇，所述介質(zhì)為酒精或丙酮。
[0031]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述低壓燒結(jié)的溫度為1390°C~1450°C，時(shí)間為60~180mino
[0032]本發(fā)明再一方面提供了所述硬質(zhì)合金在高壓及耐磨件領(lǐng)域，尤其是在人造金剛石合成領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的硬質(zhì)合金的制備方法，具有以下突出優(yōu)點(diǎn):
[0034]1.采用WC/Co復(fù)合粉作為原料，所制備的合金成分均勻，晶粒細(xì)，硬度、強(qiáng)度高且韌性好。
[0035]2.采用大球料比(一般為5:1以上)的攪拌球磨，能在短時(shí)間內(nèi)完全破碎、磨細(xì)預(yù)合金化的復(fù)合粉。[0036]3.建立壓縮空氣壓力X與料漿流速Y之間的關(guān)系，并且根據(jù)該關(guān)系計(jì)算出與各個(gè)壓縮空氣壓力X相對(duì)應(yīng)的料漿流速Y。優(yōu)選采用Y=aX+b (Y為料漿流速，X為壓縮空氣壓力，a、b為復(fù)合粉特征值常數(shù))，通過(guò)調(diào)整循環(huán)泵的壓力來(lái)控制料漿流速，能保證工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制及質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0037]4.料衆(zhòng)流速控制在20~30L/min,既能保證料衆(zhòng)攪拌的均勻性,不會(huì)產(chǎn)生死角、沉淀，又能達(dá)到大批生產(chǎn)所需的生產(chǎn)效率。
[0038]5.球磨后混合料均勻，粘性好，壓制壓力低，易于壓制成型。
[0039]6.壓坯低壓燒結(jié)后，合金硬度高、強(qiáng)度高、韌性好，結(jié)構(gòu)均勻，綜合性能好。
【具體實(shí)施方式】
[0040]實(shí)施例1 [0041]選用含鈷6%的WC/Co復(fù)合粉為原料，加入分散劑硬脂酸、成型劑聚乙二醇及酒精介質(zhì)，研磨體為硬質(zhì)合金，球料比5.2:1，配料計(jì)算的碳平衡值為+0.09%，啟動(dòng)攪拌桿低速攪拌形成料漿，啟動(dòng)循環(huán)泵形成循環(huán)攪拌球磨。
[0042]循環(huán)泵的壓力與料漿流速的公式Y(jié)=aX+b (Y為料漿流速，X為壓縮空氣壓力，a、b為復(fù)合粉特征值常數(shù))通過(guò)如下實(shí)驗(yàn)得出:
[0043]在實(shí)驗(yàn)室測(cè)出上述料漿比重為2.5kg/L，設(shè)置循環(huán)泵壓力分別為0.05,0.08,0.1、
0.12,0.15Mpa，在該壓力下測(cè)得磨筒內(nèi)上述料漿被抽出的時(shí)間和重量，就可計(jì)算出相應(yīng)的料漿流速分別為:3.84,15.62,23.42,31.33,43.10L/min，將X及Y進(jìn)行擬合分析，得出它們呈線性關(guān)系:Y=392.4Χ-15.78，各實(shí)施例a、b值見(jiàn)表1。
[0044]將循環(huán)泵的壓縮空氣壓力設(shè)定為0.lOMpa，根據(jù)上述循環(huán)泵的壓力與料漿流速的公式Y(jié)=aX+b，得出料漿流速控制在23.46L/min。球磨時(shí)間為13.5小時(shí)制備混合料，壓制、脫蠟、在1450°C下低壓燒結(jié)90min。所制備的合金性能按國(guó)標(biāo)常規(guī)檢測(cè)方法測(cè)得:硬度HRA93.0 (B試樣)，抗彎強(qiáng)度4200Mpa，平均晶粒度0.6 μ m，WC分布均勻，斷裂韌性9.5 (壓痕法)。
[0045]實(shí)施例2
[0046]選用含鈷8.5%的WC/Co復(fù)合粉為原料，加入分散劑硬脂酸、成型劑聚乙二醇及酒精介質(zhì)，研磨體為硬質(zhì)合金，球料比5.5:1,配料計(jì)算的碳平衡值為+0.09%，啟動(dòng)攪拌桿低速攪拌形成料漿，啟動(dòng)循環(huán)泵，循環(huán)泵的壓縮空氣壓力為0.13Mpa，形成循環(huán)攪拌球磨。根據(jù)所發(fā)明循環(huán)泵的壓力與料漿流速的公式Y(jié)=aX+b (Y為料漿流速，X為壓縮空氣壓力，a、b為復(fù)合粉特征值常數(shù)，具體值見(jiàn)表1)，得出料漿流速控制在26L/min。球磨時(shí)間為14.5小時(shí)制備混合料，壓制、脫蠟、在1440°C下低壓燒結(jié)90min。所制備的合金性能按國(guó)標(biāo)常規(guī)檢測(cè)方法測(cè)得:硬度HRA92.2 (B試樣)，抗彎強(qiáng)度3800Mpa，平均晶粒度0.8 μ m，，斷裂韌性11.3(壓痕法)。
[0047]實(shí)施例3
[0048]選用含鈷10%的WC/Co復(fù)合粉為原料，加入分散劑硬脂酸、成型劑聚乙二醇及酒精介質(zhì)，研磨體為硬質(zhì)合金，球料比6.5:1,配料計(jì)算的碳平衡值為+0.07%，啟動(dòng)攪拌桿低速攪拌形成料漿，啟動(dòng)循環(huán)泵，循環(huán)泵的壓縮空氣壓力為0.llMpa，形成循環(huán)攪拌球磨。根據(jù)所發(fā)明循環(huán)泵的壓力與料漿流速的公式Y(jié)=aX+b (Y為料漿流速，X為壓縮空氣壓力，a、b為復(fù)合粉特征值常數(shù)，具體值見(jiàn)表1)，得出料漿流速控制在24L/min。球磨時(shí)間為16小時(shí)制備混合料，壓制、脫蠟、在1430°C下低壓燒結(jié)90min。所制備的合金性能按國(guó)標(biāo)常規(guī)檢測(cè)方法測(cè)得:硬度HRA92.Ο (B試樣)，抗彎強(qiáng)度3800Mpa，平均晶粒度0.8 μ m，斷裂韌性11.9 (壓痕法)。
[0049]實(shí)施例4
[0050]選用含鈷12%的WC/Co復(fù)合粉為原料，加入分散劑硬脂酸、成型劑聚乙二醇及酒精介質(zhì)，研磨體為硬質(zhì)合金，球料比7:1，配料計(jì)算的碳平衡值為+0.05%，啟動(dòng)攪拌桿低速攪拌形成料漿，啟動(dòng)循環(huán)泵，循環(huán)泵的壓縮空氣壓力為0.lOMpa，形成循環(huán)攪拌球磨。根據(jù)所發(fā)明循環(huán)泵的壓力與料漿流速的公式Y(jié)=aX+b (Y為料漿流速，X為壓縮空氣壓力，a、b為復(fù)合粉特征值常數(shù)，具體值見(jiàn)表1)，得出料漿流速控制在23L/min。球磨時(shí)間為18小時(shí)制備混合料，壓制、脫蠟、在1420°C下低壓燒結(jié)90min。所制備的合金性能按國(guó)標(biāo)常規(guī)檢測(cè)方法測(cè)得:硬度HRA91.8 (B試樣)，抗彎強(qiáng)度4200Mpa，平均晶粒度0.8 μ m，WC分布均勻，斷裂韌性13.9 (壓痕法)。
[0051]實(shí)施例5
[0052]選用含鈷13.2%的WC/Co復(fù)合粉為原料，加入分散劑硬脂酸、成型劑聚乙二醇及酒精介質(zhì)，研磨體為硬質(zhì)合金，球料比7:1，配料計(jì)算的碳平衡值為+0.05%，啟動(dòng)攪拌桿低速攪拌形成料漿，啟動(dòng)循環(huán)泵，循環(huán)泵的壓縮空氣壓力為0.lOMpa，形成循環(huán)攪拌球磨。根據(jù)所發(fā)明循環(huán)泵的壓力與料漿流速的公式Y(jié)=aX+b (Y為料漿流速，X為壓縮空氣壓力，a、b為復(fù)合粉特征值常數(shù)，具體值見(jiàn)表1)，得出料漿流速控制在23L/min。球磨時(shí)間為18小時(shí)制備混合料，壓制、脫蠟、在1400°C下低壓燒結(jié)90min。所制備的合金性能按國(guó)標(biāo)常規(guī)檢測(cè)方法測(cè)得:硬度HRA91.5 (B試樣)，抗彎強(qiáng)度4200Mpa，平均晶粒度0.8 μ m，WC分布均勻，斷裂韌性14.1 (壓痕法)。`
[0053]表1
[0054]
【權(quán)利要求】
1.一種硬質(zhì)合金，包括6.0~13.2重量％的鈷和86.3~93.5重量％的碳化鎢，所述硬質(zhì)合金的平均晶粒度為0.6~1.Ο μ m，結(jié)構(gòu)均勻，硬度為HRA91.5~93.0，抗彎強(qiáng)度為3000 ~4500Mpa，斷裂韌性值 9 ~15MPam1/2 ；優(yōu)選所述硬質(zhì)合金包括10.0~13.2重量％的鈷和86.3~89.5重量％的碳化鎢，平均晶粒度為0.6~1.0 μ m，硬度為HRA91.5~92.5，斷裂韌性值10~15MPam1/2 ；更優(yōu)選所述硬質(zhì)合金包括10.0重量％的鈷和89.5重量％的碳化鎢，平均晶粒度為0.6~1.0 μ m，硬度為HRA92.0~92.5，斷裂韌性值10~12MPam1/2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)合金的制備方法，包括:以WC/Co復(fù)合粉為原料攪拌球磨13~20小時(shí)得到混合料，然后經(jīng)壓制、脫蠟和低壓燒結(jié)得到所述的硬質(zhì)合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述攪拌球磨在包括立式研磨缸和循環(huán)泵的攪拌球磨機(jī)中進(jìn)行，啟動(dòng)磨筒內(nèi)攪拌桿攪拌，將WC/Co復(fù)合粉、硬質(zhì)合金研磨體、分散劑和成型劑加入形成料漿，啟動(dòng)循環(huán)泵，使壓縮空氣帶動(dòng)料漿自下而上形成循環(huán)球磨。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述循環(huán)泵的壓縮空氣壓力和料漿流速根據(jù)以下方法確定:步驟一、對(duì)于同一復(fù)合粉，測(cè)定不同壓縮空氣壓力X下的料漿流速Y ;步驟二、通過(guò)擬合，建立壓縮空氣壓力X與料漿流速Y之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，并且根據(jù)該關(guān)系計(jì)算出與各個(gè)壓縮空氣壓力X相對(duì)應(yīng)的料漿流速Y。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述料漿流速控制在20~30L/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所·述的方法，其特征在于，步驟二中壓縮空氣壓力X和料漿流速Y之間為線性關(guān)系，優(yōu)選壓縮空氣壓力X和料漿流速Y之間的線性關(guān)系用Y=aX+b表達(dá)，其中a、b對(duì)于特定的復(fù)合粉為常數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述WC/Co復(fù)合粉為含鈷6~12重量％的WC/Co復(fù)合粉，配料計(jì)算的碳平衡值為+0.0625±0.025%，攪拌球磨的球料比為5.2:1~7.2:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述攪拌球磨除使用分散劑和成型劑外，還加入介質(zhì)，優(yōu)選所述分散劑為油酸或硬脂酸，所述成型劑為石蠟或聚乙二醇，所述介質(zhì)為酒精或丙酮。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述低壓燒結(jié)的溫度為1390°C~1450°C，時(shí)間為60~180min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)合金或根據(jù)權(quán)利要求2~9任一項(xiàng)所述的方法制備的硬質(zhì)合金在高壓及耐磨件領(lǐng)域的應(yīng)用，優(yōu)選在人造金剛石合成領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C22C1/05GK103710604SQ201310738385
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】彭文, 卿林, 李重漸, 龔南雁, 吳志堅(jiān), 金鵬, 孔德方 申請(qǐng)人:株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司