专利名称：一种含钒的无磁硬质合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硬质合金材料及其制备方法，特别涉及一种无磁硬质合金及其制备 方法。
技术背景硬质合金因为具有高强度、高硬度等特点，被誉为工业的牙齿，是一种应用广泛的 工具村料和耐磨材料。磁性材料生产行业中的硬质合金模具材料要求其本身无磁性，如 采用普通碳化钨-钴硬质合金则具有一定的磁性，将其作为模具材料，在生产过程中粘料 现象严重，不易脱模，压制合格率低，生产成本高。且由于普通碳化钨-钴硬质合金材料 易氧化、不耐腐蚀，其使用范围受到很大限制。而现有技术中的无磁硬质合金材料一般 采用碳化钨、钴、铬、钼作为基本组成， 一定程度上降低了硬质合金模具材料的磁性， 但其强度和硬度均较低，如中国专利CN 03118356.5所公开的(无磁硬质合金及其制作 方法)，其生产的无磁合金其硬度仅为80 86HRA，抗弯强度为2200N/mm2。因此，作 为模具材料用途的无磁硬质合金材料的硬度和强度均需要进一步提高。发明内容本发明的目的是为了解决上述己有技术存在的问题，提供一种无磁硬质合金，它具 有耐氧化、耐磨损、韧性好的优点。本发明的另一目的是提供一种无磁硬质合金的制备方法，它使所生产的无磁硬质合 金达到上述要求。本发明的技术方案为一种无磁硬质合金，它以以碳化钩为主要组分，其特征在于该合金的成份及重量 百分比为碳化钨75% 90% 镍粉8% 20% 碳化铬0.5% 3.0% 碳化钒0.3% 2.5%。作为对本发明的进一步改进，所述的合金成份及重量百分比为碳化钩80% 90%镍粉8% 17%碳化铬0.5% 2.0% 碳化钒0.3% 2.0%。作为对本发明的进一步改进，所述的合金成份及重量百分比为-碳化鸽89% 镍粉10% 碳化铬0.5% 碳化钒0.5%。本发明所述的无磁硬质合金的制作方法，包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结、检 验等工序，其特征在于所述的在湿磨工序中采用无磁合金衬板湿磨机，加入酒精或丙 酮作为研磨介质，采用无磁硬质合金球作为研磨材料，球料比为5:1，固液比为350ml/Kg，湿磨时间为48 56小时。作为对本发明的进一步改进，所述的干燥采用真空干燥方式，干燥温度为85 9(TC， 干燥时间为6 8小时，干燥后的物料用80 100目的筛网过筛，掺入成型剂，并制料， 然后压制成型为所需形状与尺寸的产品。作为对本发明的进一步改进，所述的烧结是在压力烧结炉内进行烧结，炉内压力控 制在3 5MPa，烧结温度为1430 1460°C，保温时间为30 60分钟。作为对本发明的进一步改进，所述的压力烧结炉内所充入的气体为高纯氩气。本发明的有益效果在于1、 本发明采用1.0 1.5um的细颗粒碳化钨粉作为硬质相，提高了合金的硬度与耐 磨性。2、 镍作粘结剂并添加少量碳化铬、碳化钒作为碳化鹆晶粒生长抑制剂，细化碳化钩 晶粒，进一步提高合金的硬度，因此合金的耐磨性得到很大的提高，3、 采用压力烧结技术，通过在液相烧结时通入一定压力的高纯氩气，加速烧结过程 的致密化程度，有效降低合金的孔隙度，因而大大提高合金的强度。经烧结后的成品性能达到以下指标 洛氏硬度286HRA 抗弯强度^3000N/mm2 密度13.60~14.60g/cm3。
具体实施方式
实施例1: 一种无磁硬质合金，它以以碳化钨为主要组分，该合金的成份及重量百分 比为碳化钨粉90%，镍粉8%，碳化铬粉1.5%，碳化钒粉0.5%。上述无磁硬质合金的制作方法，包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结、检验等工序，按比例称取各原料，所配制混合料重量为150Kg，将配制好的混合料在180立升无磁硬 质合金衬板湿磨机内，采用无磁硬质合金球作为研磨材料，以酒精作介质进行湿磨，球 料比为5:1，液固比为350ml/kg，球磨机转速为36r/min,研磨时间为48小时，将研磨 好的料浆进行真空干燥，干燥温度为9(TC，干燥时间为8小时，干燥后的物料用100目 的筛网过筛，掺入成型剂，并制料，然后压制成型为所需形状与尺寸的制品。将压制成 型后的制品进行压力烧结，烧结温度为1430 1460°C，压力为3MPa，压力烧结炉内所 充入的气体为高纯氩气，保温时间为30分钟。所得产品的性能为硬度88.5HRA，抗弯 强度3050MPa，密度14.65g/cm3。实施例2: —种无磁硬质合金，它以以碳化钨为主要组分，该合金的成份及重量百分 比为碳化钨粉85%，镍粉13.2%，碳化铬粉1.0%，碳化钒粉0.8%。上述无磁硬质合金的制作方法，包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结、检验等工序， 按比例称取各原料，所配制混合料重量为150Kg，将配制好的混合料在180立升无磁硬 质合金衬板湿磨机内，以酒精或丙酮作介质进行湿磨，球料比为5 : 1，液固比为350ml/kg， 球磨机转速为36r/min，研磨时间为48小时，将研磨好的料浆进行真空干燥，干燥温度 为90。C，干燥时间为8小时，干燥后的物料用100目的筛网过筛，掺入成型剂，并制料， 然后压制成型为所需形状与尺寸的制品。将压制成型后的制品进行压力烧结，烧结温度 为1430 1460°C，压力为3MPa，压力烧结炉内所充入的气体为高纯氩气，保温时间为 30分钟。所得产品的性能为硬度87.5HRA，抗弯强度3200MPa，密度14.20g/cm3。实施例3:一种无磁硬质合金，它以以碳化钨为主要组分，该合金的成份及重量百分比为碳 化钩粉80%，镍粉16.5%，碳化铬粉2.0%，碳化钒粉1.5%。上述无磁硬质合金的制作方法，包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结、检验等工序， 按比例称取各原料，所配制混合料重量为150Kg，将配制好的混合料在180立升无磁硬 质合金衬板湿磨机内，以酒精或丙酮作介质进行湿磨，球料比为5 : 1，液固比为350ml/kg，球磨机转速为36r/min，研磨时间为48小时，将研磨好的料浆进行真空干燥，干燥温度 为9(TC，干燥时间为8小时，干燥后的物料用100目的筛网过筛，掺入成型剂，并制料， 然后压制成型为所需形状与尺寸的制品。将压制成型后的制品进行压力烧结，烧结温度 为1430 1460'C，压力为3MPa，压力烧结炉内所充入的气体为高纯氩气，保温时间为 30分钟。所得产品的性能为硬度85.5HRA，抗弯强度3250MPa，密度13.75g/cm3。实施例4:一种无磁硬质合金，它以以碳化钨为主要组分，该合金的成份及重量百分比为碳化钨粉89%，镍粉10%，碳化铬粉0.5%,碳化钒粉0.5%。上述无磁硬质合金的制作方法，包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结、检验等工序， 按比例称取各原料，所配制混合料重量为150Kg，将配制好的混合料在180立升无磁硬 质合金衬板湿磨机内，以酒精或丙酮作介质进行湿磨,球料比为5 : 1，液固比为350ml/kg， 球磨机转速为36r/min，研磨时间为48小时，将研磨好的料浆进行真空干燥，干燥温度 为90'C，干燥时间为8小时，干燥后的物料用IOO目的筛网过筛，掺入成型剂，并制料， 然后压制成型为所需形状与尺寸的制品。将压制成型后的制品进行压力烧结，烧结温度 为1430 1460°C，压力为3MPa，压力烧结炉内所充入的气体为高纯氩气，保温时间为 30分钟。所得产品的性能为硬度88.0HRA，抗弯强度3100MPa，密度14.55g/cm3。本发明包含但不限于上述实施方式，只要采用了添加镍、碳化铬、碳化钒生产无磁 硬质合金的方法，即属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种无磁硬质合金，它以碳化钨为主要组分，其特征在于该合金的成份及重量百分比为碳化钨75％～90％镍粉8％～20％碳化铬0.5％～3.0％碳化钒0.3％～2.5％。
2、 根据权利要求1所述的无磁硬质合金，其特征在于所述的合金成份及重量百分 比为碳化钩80% 90%镍粉8% 17%碳化铬0.5% 2.0% 碳化钒0.3% 2.00/0。
3、 根据权利要求1所述的无磁硬质合金，其特征在于所述的合金成份及重量百分比为-碳化钨89% 镍粉10% 碳化铬0.5% 碳化钒0.5%。
4、 一种无磁硬质合金的制作方法，包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结、检验等工序，其特征在于所述的湿磨工序采用无磁合金衬板湿磨机，加入酒精或丙酮作为研磨介质，采用无磁硬质合金球作为研磨材料，球料比为5:1，固液比为350ml/Kg,湿磨时 间为48 56小时。
5、 根据权利要求4所述的无磁硬质合金的生产方法，其特征在于所述的干燥采用 真空干燥方式，干燥温度为85 90'C，干燥时间为6 8小时。
6、 根据权利要求5所述的无磁硬质合金的生产方法，其特征在于所述的烧结是在 压力烧结炉内进行烧结，炉内压力控制在3 5MPa，烧结温度为1430 M6(TC，保温时 间为30 60分钟。
7、根据权利要求6所述的无磁硬质合金的生产方法，其特征在于所述的压力烧结 炉内所充入的气体为高纯氩气。
全文摘要
一种无磁硬质合金材料及其制备方法，该合金的成份及重量百分比为碳化钨75％～90％，镍粉8％～20％，碳化铬0.5％～3.0％，碳化钒0.3％～2.5％。其制作方法包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结、检验等工序，湿磨工序采用无磁合金衬板湿磨机，加入酒精或丙酮作为研磨介质，采用无磁硬质合金球作为研磨材料，球料比为5∶1，固液比为350ml/Kg，湿磨时间为48～56小时，采用压力烧结技术。本发明采用细颗粒碳化钨粉(1.0～1.5um)作为硬质相，提高了合金的硬度与耐磨性。镍作粘结剂并添加少量碳化铬、碳化钒作为碳化钨晶粒生长抑制剂，细化碳化钨晶粒，进一步提高合金的硬度和耐磨性，压力烧结技术加强烧结过程的致密化程速度，有效降低合金的孔隙度，大大提高合金的强度。
文档编号C22C29/06GK101265544SQ200810031230
公开日2008年9月17日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者明 陈 申请人:株洲精工硬质合金有限公司