WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法

文档序号:3313186阅读:160来源:国知局
WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,所述的制备方法为在常温下使用化学活化液对WC粉体进行超声活化预处理,使WC粉体表面具有较大的活性;然后将化学活化预处理后的WC粉体置于稀土氧化物悬浊液中,超声搅拌一定时间后,得到均匀包覆稀土氧化物的WC复合粉体;用包覆了稀土氧化物的WC粉体进行化学镀钴,最后形成了一种WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末。本发明的制备方法可将稀土氧化物和Co均匀地逐层包覆在WC粉体的表层,解决了少量稀土氧化物和少量Co在混料中的均匀弥散性难以保证的问题,为高性能硬质合金的烧结制备奠定了基础。
【专利说明】WC-稀土 -Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硬质合金复合粉末的制备方法,尤其涉及一种WC-稀土 -Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法。
【背景技术】
[0002]由于WC-Co (碳化钨-钴)类硬质合金比其它硬质合金具有更高的硬度、韧性及优良的耐磨性和耐腐蚀性能,使之在金属切削加工、矿山钻探及耐磨零部件等领域中得到广泛的应用。Co在WC-Co中起着粘结剂的作用,提高合金的抗弯强度。
[0003]稀土对硬质合金性能有明显的改善作用。大量研究表明,在硬质合金中添加稀土可以提高材料的机械性能,能使硬质合金的硬度、强度、韧性都有较大的提高。
[0004]在传统的稀土改性WC-Co硬质合金粉末制备方法中,WC粉、Co粉和稀土氧化物采用球磨机械混合方法制得,这种方法存在耗时长、容易引入杂质等问题,另外,少量的Co粉和稀土氧化物难以在WC粉中得到均匀混合,容易产生偏聚,使在粉末烧结过程中产生局部晶粒异常长大,降低了硬质合金的综合力学物理性能。

【发明内容】

[0005]本发明针对上述现有技术中稀土改性WC-Co硬质合金粉末制备时Co和稀土氧化物在混料中易出现分散不均匀等问题,提供一种新型WC-稀土 -Co逐层均匀包覆硬质合金复合粉末的制备方法。该制备方法工艺简单、生产成本低、效率高。
[0006]为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0007]—种WC-稀土 -Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,包括以下步骤:
[0008]步骤一:将WC粉体加入到化学活化液中,室温下超声搅拌处理15?30min ;静止沉降后分离化学活化液,再用去离子水清洗化学活化预处理后的WC粉体3次;
[0009]步骤二:将步骤一化学活化预处理后的WC粉体加入到稀土氧化物悬浊液中,室温下超声搅拌处理I?2h ;静止沉降后分离稀土悬浊液,再用去离子水清洗稀土包覆WC粉体,分离游离的稀土氧化物;
[0010]步骤三:将步骤二处理后的稀土包覆WC粉体加入到化学镀液中,搅拌5?15min,先于60?80°C水浴锅保温,至有气泡产生,转入40?60°C超声池进行超声搅拌镀Co,反应过程中有气泡产生,待无气泡产生化学镀Co完毕,静止沉降后分离化学镀液,再用去离子水清洗粉体3次,将粉体放入60?80°C恒温干燥箱干燥6h,即得WC-稀土 -Co逐层包覆硬质合金复合粉末。
[0011]上述的制备方法中,用于超声搅拌的超声波频率为40KHZ,超声波功率为300?400W。
[0012]上述的制备方法中,所述的化学活化液包括下述成分:
[0013]40%氢氟酸(HF): 20 ?40ml/L;
[0014]氟化铵(NH4F): 2 ?4g/L。[0015]所述的化学活化液采用一定含量的40 %的氢氟酸(HF)和氟化铵(NH4F)的水溶液作为化学活化预处理的溶液组分。配制方法(以IL溶液为参考):先将2~4g氟化氨溶于0.5L去离子水中,待完全溶解后加入20~40ml氢氟酸,搅拌均匀后倒入去离子水至1L。将WC粉体置于化学活化液中进行化学活化预处理,目的使WC表面产生较大的活性,有利于对稀土氧化物的吸附以及增强化学镀Co时与Co的结合力。
[0016]上述的制备方法中,所述的WC粉体相对于化学活化液的装载量为lg/10ml。
[0017]上述的制备方法中,所述的稀土悬浊液稀土氧化物浓度为I~10g/L。稀土悬浊液配置方法(以IL悬浊液为参考):称取I~IOg的稀土氧化物,倒入去离子水至1L,搅拌均匀。
[0018]上述的制备方法中,所述的稀土氧化物为氧化铈、氧化镧、氧化钇、氧化钕和氧化镨的一种或多种。
[0019]上述的制备方法中,所述的稀土氧化物的粒径为20~80nm。
[0020]上述的制备方法中,所述的化学活化预处理后的WC粉体相对于稀土悬浊液的装载量为1~10g/L。
[0021]上述的制备方法中,所述的化学镀液配方如下:
[0022]
【权利要求】
1.一种WC-稀土 -Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,其特征在于包括以下步骤: 步骤一:将WC粉体加入到化学活化液中,室温下超声搅拌处理15~30min ;静止沉降后分离化学活化液,再用去离子水清洗化学活化预处理后的WC粉体3次; 步骤二:将步骤一化学活化预处理后的WC粉体加入到稀土氧化物悬浊液中,室温下超声搅拌处理I~2h ;静止沉降后分离稀土悬浊液,再用去离子水清洗稀土包覆WC粉体,分离游离的稀土氧化物; 步骤三:将步骤二处理后的稀土包覆WC粉体加入到化学镀液中,搅拌5~15min,先于60~80°C水浴锅保温,至有气泡产生,转入40~60°C超声池进行超声搅拌镀Co,反应过程中有气泡产生,待无气泡产生化学镀Co完毕,静止沉降后分离化学镀液,再用去离子水清洗粉体3次,将粉体放入60~80°C恒温干燥箱干燥6h,即得WC-稀土 -Co逐层包覆硬质合金复合粉末。
2.根据权利要求1所述的WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,其特征在于用于超声搅拌的超声波频率为40KHz,超声波功率为300~400W。
3.根据权利要求1或2所述的WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,其特征在于所述的化学活化液包括下述成分: 30-50%氢氟酸(HF):20 ~40ml/L ; 氟化铵(NH4F):2~4g/L;优选的,所述的化学活化液不包括除水之外的其它组分。
4.根据权利要求1所述的WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,其特征在于WC粉体相对于化学活化液的装载量为0.5-1.5g/10mlo
5.根据权利要求1所述的WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,其特征在于所述的稀土悬浊液稀土氧化物浓度为I~10g/L。
6.根据权利要求1或5所述的WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,其特征在于所述的稀土氧化物为氧化铈、氧化镧、氧化钇、氧化钕和氧化镨中的一种或多种。
7.根据权利要求1或5或6所述的WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,其特征在于所述的稀土氧化物的粒径为20~80nm。
8.根据权利要求1所述的WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,其特征在于化学活化预处理后的WC粉体相对于稀土悬浊液的装载量为lg/10ml。
9.根据权利要求1所述的WC-稀土-Co逐层包覆硬质合金复合粉末的制备方法,其特征在于所述的化学镀液组分如下:
【文档编号】B22F1/02GK103920875SQ201410184144
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】王金芳, 朱流, 涂志标, 薛飞 申请人:台州学院
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