專利名稱：WC-Co硬質(zhì)合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金，具體是指一種WC-C0硬質(zhì)合金；本發(fā)明還涉及一種合金的 制備方法，具體是指一種利用電溶WC生產(chǎn)WC-Co類硬質(zhì)合金的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，由于硬質(zhì)合金具有高硬度和高強度的特性，因此有著廣泛的用途。以前國內(nèi) 在制造礦山鑿巖工具和制砂機合金片時常用的材質(zhì)一般是費氏粒度為11. O 25. ομπι的 普通原生粗顆粒WC粉和重量百分比為8% 11. 5%的Co粉，經(jīng)濕磨、干燥、壓制成型和真 空燒結(jié)等工序制得。但是，由于W、Co均屬于稀缺的戰(zhàn)略資源，近年來其價格一路攀升，導(dǎo)致 用該方法制得的WC-Co類硬質(zhì)合金的成本也不斷上升，市場競爭力日益削弱，市場占有率 不斷下滑，該類合金的應(yīng)用范圍也受到了很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種WC-Co硬質(zhì)合金及其制備方法，以提高硬質(zhì)合金的性 價比，使之具有更強的市場競爭力，拓寬WC-Co類硬質(zhì)合金的應(yīng)用領(lǐng)域。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為=WC-Co硬質(zhì)合金，其主要成分包 含重量百分比為8. O 11. 5%的Co粉、0. 2 0. 5%的Y粉，余量為費氏粒度2. 4 3. 6 μ m 的電溶WC粉。所用電溶WC粉的Hcp值的范圍為8. O 10. OKA/m。所述的WC-Co硬質(zhì)合金的制備方法，包括真空高溫煅燒、配料、濕磨、干燥、壓制成 型和燒結(jié)工序，其中真空高溫煅燒是在配料前對電溶WC粉進行的。所述的濕磨工序的球料比為2. 5 3. 5 1，液固比為200 210ml/Kg，球磨時間為 24 36h。所述的燒結(jié)工序是在1480°C 1520°C的高溫下進行的。所述的真空高溫煅燒的溫度是1450°C的高溫下進行的。在配料前采用1450°C左右的高溫真空煅燒電溶WC是針對電溶WC中Si、Mo、Al、 Cr、As、S、Ca等主要雜質(zhì)元素和氯化殘渣含量普遍偏高的特點，通過高溫和電溶WC中含有 的少量Co的觸媒作用下將各類雜質(zhì)元素揮發(fā)掉，使得雜質(zhì)元素含量都有比較明顯的下降。 不僅如此，高溫煅燒還可使WC的Fsss粒度有明顯的長粗，在一定程度上解決了電溶WC粒 度偏細的問題。燒結(jié)工序在1480°C 1520°C的高溫下進行，這不同于以往普通合金燒結(jié)溫度為 1410°C 1450°C，利用此高溫?zé)Y(jié)，其合金晶粒進一步增大，合金的孔隙缺陷減少，強度也 會相應(yīng)的上升。由于Y是一種表面活性很強的元素，加入一定量的釔，能夠富集合金中S、Ca等有 害雜質(zhì)，改變這些有害雜質(zhì)的存在形態(tài)，凈化界面，凈化雜質(zhì)，改善粘結(jié)相對硬質(zhì)相的潤濕 作用，從而可降低燒結(jié)體的孔隙度。另一方面稀土元素能阻礙粘結(jié)相馬氏體相變，添加稀土
3后，Co的fee結(jié)構(gòu)明顯增加，fee結(jié)構(gòu)的a -Co較hep結(jié)構(gòu)的￡ -Co有更多的滑移系，從而 a-Co中的位錯更易產(chǎn)生滑移，緩解應(yīng)力，使合金韌性得以提高，并可以在一定程度上抑制 硬質(zhì)合金中WC相晶粒的不均勻長大。由于選用了費氏粒度為2. 4 3. 6 y m、Hcp值的范圍 為8. 0 10. OKA/m的電溶WC粉作為原料，同時采用適量Y粉以凈化合金界面，凈化雜質(zhì)， 改善粘結(jié)相對硬質(zhì)相的潤濕作用。通過真空高溫煅燒和高溫?zé)Y(jié)，使最終得到的本發(fā)明的 WC-Co類硬質(zhì)合金WC的平均晶粒度達到2. 0 3. 2 ym，合金結(jié)晶完整，實現(xiàn)了強度和顯微 硬度的良好匹配，抗彎強度達到了 2400 3160MPa，硬度達到了 Hv3(11100 1370，從而使 合金綜合性能大大提高。制造的堅硬巖層鑿巖工具和制砂機合金片使用壽命延長了 20 45%，工作速度也大為提高。而且由于電溶WC和稀土相對便宜，使得產(chǎn)品更具競爭力。
具體實施例方式實施例1
配料時選用重量百分比為8. 0%的Co粉，0. 5%的Y粉，余量為電溶WC粉，其費氏粒度 為3. 2iim、Hep值為8. 0 8. 5KA/m ；在配料前采用1450°C左右的高溫真空煅燒電溶WC ； 配料后濕磨，以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為205ml/Kg，球料比為3. 4:1，球磨時間為36小 時；干燥制得混合料，模壓成型后，置于真空燒結(jié)爐內(nèi)以1520°C進行燒結(jié)。以PS21 (尺寸為 6.5X5. 25X20 mm)試樣條作為檢驗本發(fā)明方法制備的WC_Co類硬質(zhì)合金的標準產(chǎn)品(以下 實施例相同)，其WC平均晶粒度為2.4iim，抗彎強度為2440MPa，硬度Hv3(11300 1370。實施例2
配料時選用重量百分比為9. 5%的Co粉，0. 4%的Y粉，余量為電溶WC粉，其費氏粒度 為3. 0 ii m、Hcp值為8. 5 8. 8KA/m ；在配料前采用1450°C左右的高溫真空煅燒電溶WC ；配 料后濕磨，以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為205ml/Kg，球料比為3.4:1，球磨時間為30小時； 干燥制得混合料，模壓成型后，置于真空燒結(jié)爐內(nèi)以1490°C進行燒結(jié)。產(chǎn)品的WC平均晶粒 度為2. 8um,抗彎強度為2750MPa,硬度Hv301200 1250。實施例3
配料時選用重量百分比為10. 2 %的Co粉，0. 3 %的Y粉，余量為電溶WC粉，其費氏粒 度為3. 0 ii m、Hcp值為8. 5 8. 8KA/m ；在配料前采用1450°C左右的高溫真空煅燒電溶WC ； 配料后濕磨，以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為205ml/Kg，球料比為3. 4:1，球磨時間為24小 時；干燥制得混合料，模壓成型后，置于真空燒結(jié)爐內(nèi)以1490°C進行燒結(jié)。產(chǎn)品的WC平均 晶粒度為3. Oil m，抗彎強度為2840MPa，硬度Hv301140 1230。實施例4
配料時選用重量百分比為11. 0 %的Co粉，0. 2 %的TaC粉，余量為電溶WC粉，其費氏 粒度為2. 4 ii m、Hep值為9. 0 10. 0KA/m ；在配料前采用1450°C左右的高溫真空煅燒電溶 WC ；配料后濕磨，以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為205ml/Kg，球料比為3. 4:1,球磨時間為24 小時；干燥制得混合料，模壓成型后，置于真空燒結(jié)爐內(nèi)以1490°C進行燒結(jié)。產(chǎn)品的WC平 均晶粒度為3. 2iim，抗彎強度為2910MPa，硬度Hv301100 1170。實施例5
配料時選用重量百分比為11. 5 %的Co粉，0. 3 %的TaC粉，余量為電溶WC粉，其費氏粒 度為3. 6 ii m、Hcp值為8. 0 8. 5KA/m ；在配料前采用1450°C左右的高溫真空煅燒電溶WC ；配料后濕磨，以酒精作為球磨介質(zhì)，液固比為205ml/Kg，球料比為3. 4:1，球磨時間為24小 時；干燥制得混合料，模壓成型后，置于真空燒結(jié)爐內(nèi)以1480°C進行燒結(jié)。產(chǎn)品的WC平均 晶粒度為3. 2iim，抗彎強度為3030MPa，硬度Hv301100 1150。 總之，本發(fā)明雖然例舉了上述優(yōu)選實施方式，但是應(yīng)該說明，雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以進行各種變化和改型，除非這樣的變化和改型偏離了本發(fā)明的范圍，否則都應(yīng)該包 括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種WC Co硬質(zhì)合金,其主要成分包含重量百分比為8.0～11.5％的Co粉、0.2～0.5%的Y粉，余量為費氏粒度2.4～3.6μm的電溶WC粉。
2.按照權(quán)利要求1所述的WC-Co硬質(zhì)合金，其特征在于所用電溶WC粉的Hcp值的范 圍為 8. O 10. OKA/m。
3.—種如權(quán)利要求1所述的WC-Co硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于包括真空高溫 煅燒、配料、濕磨、干燥、壓制成型和燒結(jié)工序，其中真空高溫煅燒是在配料前對電溶WC粉 進行的。
4.按照權(quán)利要求3所述的WC-Co硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于所述的濕磨工序 的球料比為2. 5 3. 5:1，液固比為200 210ml/Kg，球磨時間為24 36h。
5.按照權(quán)利要求3所述的WC-Co硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于所述的燒結(jié)工序 是在1480°C 1520°C的高溫下進行的。
6.按照權(quán)利要求3所述的WC-Co硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于所述的真空高溫 煅燒的溫度是1450°C的高溫下進行的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種WC-Co硬質(zhì)合金及其制備方法，WC-Co硬質(zhì)合金,其主要成分包含重量百分比為8.0～11.5％的Co粉、0.2～0.5%的Y粉，余量為費氏粒度2.4～3.6μm的電溶WC粉。所述的制備方法，包括真空高溫煅燒、配料、濕磨、干燥、壓制成型和燒結(jié)工序，其中真空高溫煅燒是在配料前對電溶WC粉進行的。本發(fā)明的硬質(zhì)合金的綜合性能高，制造成本低，產(chǎn)品更具競爭力。
文檔編號C22C1/04GK101974715SQ201010548990
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者周愨昱, 李章序, 王忠平 申請人:河源富馬硬質(zhì)合金股份有限公司