專利名稱：TiC－WC基合金制品的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于金屬陶瓷、硬質(zhì)合金生產(chǎn)領域中TiC-WC基合金制品，特別是一種以TiC和WC為主硬質(zhì)相，以Ni/Co為粘結(jié)相的導衛(wèi)輥類和閥芯閥座等合金制品。
背景技術(shù)：
在高速線材軋鋼線上用于將線、棒材軋制后的紅鋼運送到輥槽以防止繞鋼和甩尾等事故發(fā)生的導輥、導管、夾送輥等導衛(wèi)輥，由于長期處于900～1100℃高溫及35000轉(zhuǎn)/分鐘左右轉(zhuǎn)速的惡劣條件下工作，因此對部件的高溫強度、高溫耐磨性、抗氧化性以及部件本身的密度(比重)要求較高。傳統(tǒng)的導衛(wèi)輥一般采用鑄鋼和高速鋼制作，雖然具有材料來源廣，生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點，但卻存在耐高溫及耐磨性差、易破損、使用壽命短且易磁化，在使用過程中因磨損產(chǎn)生的鐵屑極易粘附在導輥等表面而劃傷型材、影響產(chǎn)品質(zhì)量等弊病。針對這些弊病公開號為CN1079996A，發(fā)明名稱為《熱加工用的輕質(zhì)硬質(zhì)合金》的專利文獻公開了一種以占總重量45～59.5wt％的碳化鈦、碳化鎢或加入少量碳化鉭作為硬質(zhì)相，以占總重量40.5～55wt％的鈷、鎳和鉬為粘結(jié)相、通過粉末冶金工藝燒結(jié)而成的軋輥類熱加工用輕質(zhì)硬質(zhì)合金制品。該合金其一、粘結(jié)相成份高達40wt％以上，粘結(jié)相含量高雖然可以提高合金的抗彎強度，但同時也降低了耐磨性及硬度、且燒結(jié)時因液相量過多、易變形；其二、在合金成份中添加Mo(鉬)元素，Mo雖然能潤濕TiC使燒結(jié)致密化、但同時又會形成脆性相并包覆在TiC顆粒周圍降低合金的強度、特別是高溫強度；其三、合金的組織中同時存在TiC、TiC-WC、TiC-Mo2C、WC和固溶體粘結(jié)相等5個相、相成份復雜不易控制。因而上述背景技術(shù)存在硬度及高溫強度低、耐磨性差，制品燒結(jié)控制難、成型精度及穩(wěn)定性差，使用壽命仍較短等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)存在的缺陷，研究開發(fā)一種TiC-WC基合金制品，以達到提高導衛(wèi)輥類及閥芯、閥座類制品的綜合機械性能、耐高溫強度及高溫耐磨性能、耐化學腐性能，有效延長制品的使用壽命、降低使用成本等目的。
本發(fā)明的解決方案是降低粘結(jié)相在合金成份中的比例并只采用Co和Ni作為粘結(jié)相，同時調(diào)整合金成份及TiC、WC在合金成份中的比例，從而實現(xiàn)其目的。因此本發(fā)明TiC-WC基合金制品的成份包含硬質(zhì)相及粘結(jié)相；關鍵在于其成份中還含有0～3.0wt％的晶粒長大抑制劑Cr，而硬質(zhì)相中含TiC30～60wt％、WC15～55wt％、Ta0～3.0wt％，粘結(jié)相Co+Ni為10～30wt％。
所述合金制品中粘結(jié)相Co+Ni為10～30wt％，以粘結(jié)相總成份重量計，其中Co為6.5～50wt％、Ni為50～93.5wt％。
本發(fā)明制品密度低、僅為WC基硬質(zhì)合金密度的0.3～0.5倍，抗彎強度可高達2500N/mm2，孔隙度均為A02B00C00，硬度HRA87.0～90.5，金相組織均勻，晶粒飽滿，無尖角。因而具有質(zhì)量輕、孔隙度低、強度及硬度高、高溫耐磨、耐腐蝕性及抗氧化性強，熱穩(wěn)定性好，使用壽命可較背景技術(shù)延長35～40％等特點。


圖1.為實施例1制品×1500倍金相組織照片；圖中黑色球狀物為硬質(zhì)相、淺色部分為粘結(jié)相。
具體實施例方式
實施例1本實施例以生產(chǎn)高速線材軋鋼用導衛(wèi)輥為例(按每批100kg配料)A、濕磨配料將符合工業(yè)生產(chǎn)標準用56.5kgTiC、18kgWC、14kgNi、10kgCo及1.5kgCr粉末置于球磨機內(nèi)，溫磨混合64小時后、加石蠟2.0kg繼續(xù)球磨混合均勻后，料漿過320目篩，所得混合粉料送入真空干燥器中在100℃溫度下干燥處理以除去濕磨介質(zhì)，冷卻后經(jīng)均化處理、得混合粉料待用；本實施例濕磨介質(zhì)為己烷；B、模壓成型及預燒結(jié)將所得混合粉料送入模具中，壓制成導衛(wèi)輥初坯；然后送入真空爐內(nèi)在500℃溫度下煅燒75分鐘，除去石蠟、隨爐冷卻后機加工成制品要求的形狀；C、燒結(jié)將經(jīng)步驟B加工成的半成品送入低壓燒爐內(nèi)、在1450℃溫度下保壓燒結(jié)25分鐘，隨爐冷卻后即得目的制品。
附圖1、為本實施例×1500倍金相組織照片；所得制品經(jīng)檢測密度6.5g/cm3、硬度HRA＞87.0，抗彎強度2200N/mm2，孔隙度A02B00C00?，F(xiàn)場軋制試驗單槽使用壽命4000T。
實施例2以生產(chǎn)耐磨、耐腐蝕球閥閥芯及閥座為例(按每批100kg配料)A、濕磨配料將工業(yè)用30kgTiC、54kgWC、7.5kgNi、7.5kgCo及1.0kgTa粉末置于球磨機內(nèi)；以下工藝及參數(shù)(包括B、C步驟)均與實施例1相同。
本實施例制品經(jīng)檢測密度9.0g/cm3、硬度HRA≥90.5、抗彎強度2000N/mm2、孔隙度A02B00C00。
權(quán)利要求
1.一種TiC-WC基合金制品，包含硬質(zhì)相及粘結(jié)相，其特征在于合金成份中還含有0～3.0wt％的晶粒長大抑制劑Cr，而硬質(zhì)相中含TiC30～60wt％、WC15～55wt％、Ta0～3.0wt％，粘結(jié)相Co+Ni為10～30wt％。
2.按權(quán)利要求1.所述TiC-WC基合金制品，其特征在于以粘結(jié)相總成份重量計Co為6.5～50wt％、Ni為5～93.5wt％。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬陶瓷、硬質(zhì)合金生產(chǎn)領域中的TiC－WC基合金導衛(wèi)輥及閥芯、閥座類制品。其成份中包括含TiC30～60wt％、WC15～55wt％、Ta0～3.0wt％的硬質(zhì)相，粘結(jié)相Co+Ni10～30wt％及晶粒長大抑制劑Cr0～3.0wt％。其制品密度僅為WC基硬質(zhì)合金密度的0.3～0.5倍，抗彎強度可高達2500N/mm
文檔編號C22C29/06GK1865477SQ20061002092
公開日2006年11月22日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者于紹武, 黃宇, 王曉靈 申請人:自貢硬質(zhì)合金有限責任公司