專利名稱：一種改善WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改善WC-C0硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的方法，屬于粉末冶金材料領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
在硬質(zhì)合金中，WC-Co硬質(zhì)合金是應(yīng)用領(lǐng)域最廣的一類合金。然而，與無金屬粘結(jié) 相硬質(zhì)合金、Cr3C2基硬質(zhì)合金、WC-Ni-Cr3C2硬質(zhì)合金以及WC-Co-Ni-Cr3C2硬質(zhì)合金等相 比，WC-Co硬質(zhì)合金的耐腐蝕性能相對較差。對在液體介質(zhì)(包括冷卻介質(zhì))或潮濕環(huán)境 等工況條件下使用的硬質(zhì)合金工具材料，合金的耐腐蝕性能嚴重影響其使用壽命。盡管如 此，如何改善WC-Co硬質(zhì)合金的耐腐蝕性能并未引起重視。通常，礦山工具、軋輥等WC-Co 硬質(zhì)合金的合金晶粒度> 1 μ m。對于這類合金晶粒度> Iym的硬質(zhì)合金通常不添加VC或 Cr3C2 ο發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效提高WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能 改善WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的方法。
本發(fā)明通過在WC-Co硬質(zhì)合金中聯(lián)合添加Cr3C2-VC或聯(lián)合添加Cr3C2-VC-Ln (稀 土)，實現(xiàn)對WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能改善的目的。所述Cr3C2、VC、Ln添加量分別控制在占 粘結(jié)劑質(zhì)量分數(shù)約5%、4%和0.6%，在濕磨過程中加入。所述Ln是混合稀土或單質(zhì)稀土， 以Ln-Co預(yù)合金粉末形式或以氧化物形式添加。以氧化物形式添加時添加量以氧化物計。 所述摻雜WC-Co硬質(zhì)合金的晶粒度> 1 μ m,采用壓力燒結(jié)工藝制備。聯(lián)合添加Cr3C2-VC-Ln 改善WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的效果更加顯著。
本發(fā)明改善WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的基本原理是，通過Cr-V或Cr-V-Ln之間 的協(xié)同作用，改變WC/Co相界的界面性質(zhì)(產(chǎn)生含Cr-V或Cr-V-Ln的幾個原子級厚度的偏 析膜)；通過Cr-V-W或Cr-V-W-Ln在Co中的固溶協(xié)同行為，改變Co粘結(jié)相的性質(zhì)，從而提 高合金的耐腐蝕性能。
綜上所述，本發(fā)明是一種能有效提高WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的方法。


圖1是pH = 1條件下Cl、C2、C3、C4等4種硬質(zhì)合金的電化學(xué)腐蝕塔菲爾曲線；
圖2是pH = 7條件下Cl、C2、C3、C4等4種硬質(zhì)合金的電化學(xué)腐蝕塔菲爾曲線；
圖3是pH = 13條件下Cl、C2、C3、C4等4種硬質(zhì)合金的電化學(xué)腐蝕塔菲爾曲線。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1:
采用費氏粒度為34. 1 μ m、總碳為6. 14 %的WC粉，費氏粒度為2. Oym的Co粉， 費氏粒度為1. 02 μ m、總碳為13. 26%的Cr3C2粉，費氏粒度為1. 05 μ m、總碳為18. 19% 的VC粉，-200目、含Co質(zhì)量分數(shù)為65%的以La、Ce、Pr、Nd為主的混合稀土(RE)-Co預(yù) 合金粉以及比表面積平均徑為73. Inm的La2O3粉為原料。在相同的制備工藝條件下制備 WC-8. 5Co (Cl)、WC-8. 5Co-0. 4Cr3C2-0. 3VC (C2)、WC-8. 5Co_0. 4Cr3C2-0. 3VC-0. 05RE (C3)以 及WC-8. 5Co-0. 4Cr3C2-0. 3VC-0. 05La203(C4)等4種硬質(zhì)合金。合金的燒結(jié)在壓力燒結(jié)爐內(nèi) 進行，燒結(jié)溫度為1450°C，保溫時間為120min，燒結(jié)爐內(nèi)壓力為5. 6MPa。金相組織結(jié)構(gòu)觀察 結(jié)果表明，4種合金均為兩相合金，合金中不存在脫碳相或滲碳相，4種合金的晶粒度均> 5 μ m0
將NaCl溶液調(diào)配為pH為7的中性溶液；在NaCl溶液中添加適量的H2SO4調(diào)節(jié)pH 值為1 ；在NaCl溶液中添加適量的N aOH溶液調(diào)節(jié)pH值為13。圖1、圖2、圖3分別為pH =UpH = 7,pH = 13條件下C1、C2、C3、C4等4種硬質(zhì)合金的電化學(xué)腐蝕塔菲爾曲線。表 1列出了不同PH值條件下4種合金對應(yīng)的自腐蝕電流密度(J)。
表1不同pH值條件下4種硬質(zhì)合金對應(yīng)的自腐蝕電流密度，J/( μ A · cm_2)
權(quán)利要求
1.一種改善WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的方法，其特征是在WC-C0硬質(zhì)合金中聯(lián)合 添加Cr3C2-VC或聯(lián)合添加Cr3C2-VC-Ln,所述Cr3C2、VC、Ln添加量分別控制在占粘結(jié)劑質(zhì)量 分數(shù)5%、4%和0. 6%，在混合料濕磨過程中加入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的方法，其特征是所述Ln 是混合稀土或單質(zhì)稀土，以Ln-Co預(yù)合金粉末形式或以氧化物形式添加，以氧化物形式添 加時添加量以氧化物計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的方法，其特征是所 述的摻雜WC-Co硬質(zhì)合金的晶粒度> 1 μ m，采用壓力燒結(jié)工藝制備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的方法，通過在WC-Co硬質(zhì)合金中聯(lián)合添加Cr3C2-VC或聯(lián)合添加Cr3C2-VC-Ln(稀土)，實現(xiàn)對WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能改善的目的。所述Cr3C2、VC、Ln添加量分別控制在占粘結(jié)劑質(zhì)量分數(shù)5％、4％和0.6％，在濕磨過程中加入。所述Ln以Ln-Co預(yù)合金粉末形式或以氧化物形式添加。以氧化物形式添加時添加量以氧化物計。所述摻雜WC-Co硬質(zhì)合金的晶粒度＞1μm，采用壓力燒結(jié)工藝制備。聯(lián)合添加Cr3C2-VC-Ln改善WC-Co硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的效果更加顯著。
文檔編號C22C1/04GK102031436SQ20111000954
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者吳厚平, 張立, 熊湘君, 陳述, 雷霆 申請人:中南大學(xué), 湖南有色金屬控股集團有限公司