專利名稱：防止超細(xì)硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中wc晶粒長(zhǎng)大的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域中硬質(zhì)合金的生產(chǎn)方法，特別是一種可有效防止超細(xì)硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中WC晶粒長(zhǎng)大的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
超細(xì)硬質(zhì)合金制品的生產(chǎn)，必須采用相應(yīng)的超細(xì)WC粉作原料；然而在燒結(jié)過(guò)程中其晶粒度越細(xì)，晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力就越大。如粒度≤0.5μm的超細(xì)WC粉末在燒結(jié)過(guò)程中晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是普通粒度WC粉末的幾十倍至上百倍，因而在燒結(jié)時(shí)晶粒極易長(zhǎng)大，以至在通常情況下難以獲得性能優(yōu)良的超細(xì)硬質(zhì)合金制品。為了抑制燒結(jié)過(guò)程中WC晶粒的長(zhǎng)大，往往在濕磨配料時(shí)加入VC或/和Cr3C2、TaC等晶粒長(zhǎng)大抑制劑(亦稱晶粒細(xì)化劑)，以期在一定程度上控制WC晶粒的長(zhǎng)大。在公開(kāi)號(hào)為CN1269842A、名稱為《制備超細(xì)碳化鎢鈷合金的方法》的專利文獻(xiàn)所公開(kāi)的即為此種技術(shù)。該方法通過(guò)優(yōu)選添加＜1wt％的晶粒長(zhǎng)大抑制劑、如VC或/和Cr3C2以期達(dá)到在其后的燒結(jié)過(guò)程中抑制WC晶粒長(zhǎng)大的目的。但該方法由于采用純鈷粉作粘結(jié)劑，在燒結(jié)過(guò)程中由于超細(xì)WC晶粒表面能高而優(yōu)先在Co相中溶解，形成γ-固溶體；在燒結(jié)溫度下形成共晶液相后，WC又從液相γ-固溶體中析出并在溶解的粗WC晶粒上沉積而使WC晶粒進(jìn)一步長(zhǎng)大，這種溶解—析出機(jī)制使粗WC晶粒越長(zhǎng)越大、細(xì)WC晶粒逐漸消失。添加晶粒長(zhǎng)大抑制劑，雖然在一種程度上抑制這種溶解—的出機(jī)制的進(jìn)行，但不能有效防止WC晶粒產(chǎn)生再結(jié)晶，即不能從根本上抑制WC晶粒的長(zhǎng)大；此外，合金的性能亦將隨著抑制劑的加入及加入量的增加而降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研究一種防止超細(xì)硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中WC晶粒長(zhǎng)大的方法，以阻斷燒結(jié)過(guò)程中WC晶粒在純Co中溶解和析出、阻止WC晶粒產(chǎn)生再結(jié)晶，從而達(dá)到有效防止燒結(jié)過(guò)程中WC晶粒長(zhǎng)大等目的。
本發(fā)明的解決方案是在背景技術(shù)及常規(guī)添加晶粒長(zhǎng)大抑制劑的基礎(chǔ)上，采用固溶了WC的Co合金粉作粘結(jié)劑，以阻止原料WC粉燒結(jié)過(guò)程中向液相中擴(kuò)散溶解并避免其再結(jié)晶，降低甚致不添加晶粒長(zhǎng)大抑制劑，從而實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。因此，本發(fā)明方法包括
A、濕磨配料以擬配料的總重量計(jì)，按擬配料中所含Co的總量將Co與WC的合金粉及＜1.0wt％總配料量的晶粒長(zhǎng)大抑制劑置于球磨機(jī)內(nèi)，并加入超細(xì)WC粉至總配料量后，濕磨混合16～24小時(shí)，然后經(jīng)過(guò)濾、真空干燥，得混合粉料；B、壓坯向所得混合粉料摻膠、混合均勻后將其壓制成制品坯件，待用；C、燒結(jié)將壓制成型待用的制品坯件送入燒結(jié)爐內(nèi)，在真空或氫氣保護(hù)及1400～1470℃溫度下，燒結(jié)8～12小時(shí)，隨爐冷卻即得目的物。
上述Co與WC的合金粉中WC含35～45wt％，余量為Co。
本發(fā)明由于采用WC固溶于Co后的Co合金粉作為粘結(jié)劑加入配料中，燒結(jié)時(shí)作為主原料的超細(xì)WC就不能再溶入Co相中，從而阻斷了在燒結(jié)過(guò)程中超細(xì)WC晶粒的溶解—析出機(jī)制，其晶粒不會(huì)發(fā)生再結(jié)晶長(zhǎng)大，此外，由于Co與WC予先合金化達(dá)到共晶成份，因此可在共晶成份熔點(diǎn)附近迅速生成液相完成燒結(jié)，其制品的燒結(jié)溫度亦可相應(yīng)降低10～20℃。因此，本發(fā)明不但可從多方面有效防止超細(xì)硬質(zhì)合金制品在燒結(jié)過(guò)程中晶粒長(zhǎng)大，而且在部分制品生產(chǎn)中還可不需添加晶粒長(zhǎng)大抑制劑等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本實(shí)施例以生產(chǎn)WC-10wt％Co制品為例，其總配料量200kgA、濕磨配料將按申請(qǐng)?zhí)?00610020182.4、名稱為《硬質(zhì)合金生產(chǎn)用鈷合金粉的生產(chǎn)辦法》生產(chǎn)的其中含WC38wt％、Co62wt％的Co合金粉32.26kg，抑制劑VC/Cr3C21.6kg及超細(xì)WC原料粉166.14kg置于球磨機(jī)內(nèi)、濕磨混合20小時(shí)后，經(jīng)過(guò)濾、真空干燥得混合粉料；B、壓坯向所得混合粉料中加入15.2kg濃度為11.0wt％的汽油丁鈉橡膠溶液、混合均勻后壓制成制品坯件，待用；C、燒結(jié)將壓制成型待用的坯件送入真空爐內(nèi)，在1420℃溫度下燒結(jié)10小時(shí)，隨爐冷卻后即得目的物。
實(shí)施例2以生產(chǎn)WC-3.0wt％Co制品為例，其總配料量200kgA、濕磨配料將按申請(qǐng)?zhí)枮?00610020182.4的專利文獻(xiàn)記載的方法生產(chǎn)的、其中含WC42wt％、Co58％的鈷合金粉10.35kg及超細(xì)WC粉189.65kg，置于球磨機(jī)內(nèi)濕磨混合18小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾、真空干燥得混合粉料(本實(shí)施例不添加晶粒長(zhǎng)大抑制劑)；B、壓坯工序、包括參數(shù)與實(shí)施例1相同；C、燒結(jié)燒結(jié)溫度為1460℃，其余亦與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種防止超細(xì)硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中WC晶粒長(zhǎng)大的方法，其方法包括A、濕磨配料以擬配料的總重量計(jì)，按擬配料中所含Co的總量將Co與WC的合金粉及＜1.0wt％總配料量的晶粒長(zhǎng)大抑制劑置于球磨機(jī)內(nèi)，并加入超細(xì)WC粉至總配料量后，濕磨混合16～24小時(shí)，然后經(jīng)過(guò)濾、真空干燥，得混合粉料；B、壓坯將所得混合粉料摻膠、混合均勻后將其壓制成制品坯件，待用；C、燒結(jié)將壓制成型待用的制品坯件送入燒結(jié)爐內(nèi)，在真空或氫氣保護(hù)及1400～1470℃溫度下，燒結(jié)8～12小時(shí)，隨爐冷卻即得目的物。
2.按權(quán)利要求1、所述防止超細(xì)硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中WC晶粒長(zhǎng)大的方法；其特征在于所述Co與WC的合金粉中WC含35～45wt％，余量為Co。
全文摘要
該發(fā)明屬于硬質(zhì)合金生產(chǎn)中防止超細(xì)硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中WC晶粒長(zhǎng)大的方法。該方法包括采用Co與WC固溶體合金粉作為粘結(jié)劑與WC原料粉及＜1.0wt％總配料量的晶粒長(zhǎng)大抑制劑濕磨混合、摻膠壓坯、燒結(jié)。采用該方法，在燒結(jié)過(guò)程中作為主原料的超細(xì)WC不能再溶入Co相中，從而阻斷了常規(guī)方法在燒結(jié)過(guò)程中超細(xì)WC晶粒的溶解－析出機(jī)制，其晶粒不會(huì)發(fā)生再結(jié)晶長(zhǎng)大；同時(shí)可在共晶成分熔點(diǎn)附近迅速生成液相完成燒結(jié)，其燒結(jié)溫度亦可相應(yīng)降低10～20℃。因而本發(fā)明不但可從多方面有效防止超細(xì)硬質(zhì)合金制品在燒結(jié)過(guò)程中晶粒長(zhǎng)大、而且在部分制品生產(chǎn)中還可不需添加晶粒長(zhǎng)大抑制劑等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22F3/12GK1827262SQ200610020550
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者羅達(dá)成, 黃新, 何躍進(jìn) 申請(qǐng)人:自貢市天恒合金應(yīng)用技術(shù)有限公司