专利名称：防止超细硬质合金烧结过程中wc晶粒长大的方法
技术领域：
本发明属于粉末冶金领域中硬质合金的生产方法，特别是一种可有效防止超细硬质合金烧结过程中WC晶粒长大的生产方法。
背景技术：
超细硬质合金制品的生产，必须采用相应的超细WC粉作原料；然而在烧结过程中其晶粒度越细，晶粒长大的驱动力就越大。如粒度≤0.5μm的超细WC粉末在烧结过程中晶粒长大的驱动力是普通粒度WC粉末的几十倍至上百倍，因而在烧结时晶粒极易长大，以至在通常情况下难以获得性能优良的超细硬质合金制品。为了抑制烧结过程中WC晶粒的长大，往往在湿磨配料时加入VC或/和Cr3C2、TaC等晶粒长大抑制剂(亦称晶粒细化剂)，以期在一定程度上控制WC晶粒的长大。在公开号为CN1269842A、名称为《制备超细碳化钨钴合金的方法》的专利文献所公开的即为此种技术。该方法通过优选添加＜1wt％的晶粒长大抑制剂、如VC或/和Cr3C2以期达到在其后的烧结过程中抑制WC晶粒长大的目的。但该方法由于采用纯钴粉作粘结剂，在烧结过程中由于超细WC晶粒表面能高而优先在Co相中溶解，形成γ-固溶体；在烧结温度下形成共晶液相后，WC又从液相γ-固溶体中析出并在溶解的粗WC晶粒上沉积而使WC晶粒进一步长大，这种溶解—析出机制使粗WC晶粒越长越大、细WC晶粒逐渐消失。添加晶粒长大抑制剂，虽然在一种程度上抑制这种溶解—的出机制的进行，但不能有效防止WC晶粒产生再结晶，即不能从根本上抑制WC晶粒的长大；此外，合金的性能亦将随着抑制剂的加入及加入量的增加而降低。
发明内容
本发明的目的是研究一种防止超细硬质合金烧结过程中WC晶粒长大的方法，以阻断烧结过程中WC晶粒在纯Co中溶解和析出、阻止WC晶粒产生再结晶，从而达到有效防止烧结过程中WC晶粒长大等目的。
本发明的解决方案是在背景技术及常规添加晶粒长大抑制剂的基础上，采用固溶了WC的Co合金粉作粘结剂，以阻止原料WC粉烧结过程中向液相中扩散溶解并避免其再结晶，降低甚致不添加晶粒长大抑制剂，从而实现其发明目的。因此，本发明方法包括
A、湿磨配料以拟配料的总重量计，按拟配料中所含Co的总量将Co与WC的合金粉及＜1.0wt％总配料量的晶粒长大抑制剂置于球磨机内，并加入超细WC粉至总配料量后，湿磨混合16～24小时，然后经过滤、真空干燥，得混合粉料；B、压坯向所得混合粉料掺胶、混合均匀后将其压制成制品坯件，待用；C、烧结将压制成型待用的制品坯件送入烧结炉内，在真空或氢气保护及1400～1470℃温度下，烧结8～12小时，随炉冷却即得目的物。
上述Co与WC的合金粉中WC含35～45wt％，余量为Co。
本发明由于采用WC固溶于Co后的Co合金粉作为粘结剂加入配料中，烧结时作为主原料的超细WC就不能再溶入Co相中，从而阻断了在烧结过程中超细WC晶粒的溶解—析出机制，其晶粒不会发生再结晶长大，此外，由于Co与WC予先合金化达到共晶成份，因此可在共晶成份熔点附近迅速生成液相完成烧结，其制品的烧结温度亦可相应降低10～20℃。因此，本发明不但可从多方面有效防止超细硬质合金制品在烧结过程中晶粒长大，而且在部分制品生产中还可不需添加晶粒长大抑制剂等特点。
具体实施例方式
实施例1本实施例以生产WC-10wt％Co制品为例，其总配料量200kgA、湿磨配料将按申请号200610020182.4、名称为《硬质合金生产用钴合金粉的生产办法》生产的其中含WC38wt％、Co62wt％的Co合金粉32.26kg，抑制剂VC/Cr3C21.6kg及超细WC原料粉166.14kg置于球磨机内、湿磨混合20小时后，经过滤、真空干燥得混合粉料；B、压坯向所得混合粉料中加入15.2kg浓度为11.0wt％的汽油丁钠橡胶溶液、混合均匀后压制成制品坯件，待用；C、烧结将压制成型待用的坯件送入真空炉内，在1420℃温度下烧结10小时，随炉冷却后即得目的物。
实施例2以生产WC-3.0wt％Co制品为例，其总配料量200kgA、湿磨配料将按申请号为200610020182.4的专利文献记载的方法生产的、其中含WC42wt％、Co58％的钴合金粉10.35kg及超细WC粉189.65kg，置于球磨机内湿磨混合18小时，经过滤、真空干燥得混合粉料(本实施例不添加晶粒长大抑制剂)；B、压坯工序、包括参数与实施例1相同；C、烧结烧结温度为1460℃，其余亦与实施例1相同。
权利要求
1.一种防止超细硬质合金烧结过程中WC晶粒长大的方法，其方法包括A、湿磨配料以拟配料的总重量计，按拟配料中所含Co的总量将Co与WC的合金粉及＜1.0wt％总配料量的晶粒长大抑制剂置于球磨机内，并加入超细WC粉至总配料量后，湿磨混合16～24小时，然后经过滤、真空干燥，得混合粉料；B、压坯将所得混合粉料掺胶、混合均匀后将其压制成制品坯件，待用；C、烧结将压制成型待用的制品坯件送入烧结炉内，在真空或氢气保护及1400～1470℃温度下，烧结8～12小时，随炉冷却即得目的物。
2.按权利要求1、所述防止超细硬质合金烧结过程中WC晶粒长大的方法；其特征在于所述Co与WC的合金粉中WC含35～45wt％，余量为Co。
全文摘要
该发明属于硬质合金生产中防止超细硬质合金烧结过程中WC晶粒长大的方法。该方法包括采用Co与WC固溶体合金粉作为粘结剂与WC原料粉及＜1.0wt％总配料量的晶粒长大抑制剂湿磨混合、掺胶压坯、烧结。采用该方法，在烧结过程中作为主原料的超细WC不能再溶入Co相中，从而阻断了常规方法在烧结过程中超细WC晶粒的溶解－析出机制，其晶粒不会发生再结晶长大；同时可在共晶成分熔点附近迅速生成液相完成烧结，其烧结温度亦可相应降低10～20℃。因而本发明不但可从多方面有效防止超细硬质合金制品在烧结过程中晶粒长大、而且在部分制品生产中还可不需添加晶粒长大抑制剂等特点。
文档编号B22F3/12GK1827262SQ200610020550
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月24日 优先权日2006年3月24日
发明者罗达成, 黄新, 何跃进 申请人:自贡市天恒合金应用技术有限公司