专利名称：含钕的硬质合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硬质合金，它是以WC或WC和WC-TiC等固溶体为硬质相，金属钴(或其它铁族元素)为粘结相配制而成的。
硬质合金以好的耐磨性而被广泛用作切削工具。但是，对大而复杂的工件加工，除了要求硬质合金刀具有好的耐磨性外，更要求其有好的韧性，以便克服粗加工或断续切削过程中刀具的抗冲击性不足，从而减少刀具消耗，降低刀具费用。以往，提高硬质合金韧性多采用提高硬质合金中钴的含量或添加TaC的方法，这种方法的缺点是1、提高钴的含量相应地会降低硬质合金的耐磨性与刀具寿命;
2、钴与碳化钽的价格远比一般碳化钨高，钴的价格是碳化钨的3～4倍，碳化钽的价格是碳化钨的10～15倍，因此，还是不能显著地降低刀具费用。
八十年代初，人们开始研究，往硬质合金中添加稀土金属，以提高合金的韧性。如日本公开特许公报昭59-41440“添加釓的硬质合金”;日本公开特许昭59-41442“添加镨的硬质合金”，都能明显地提高合金的高温强度和耐磨性。然而釓和镨的价格也比较昂贵，更重要的是其效果还不太理想，仍未能满意地解决刀具费用高和硬质合金韧性低的问题。
本发明的目的就是为了克服上述提高硬质合金韧性方法中的不足之处，采用往硬质合金中添加稀土元素钕，达到在不降低硬质合金耐磨性的条件下，提高其抗弯强度和韧性，从而提高硬质合金刀具的抗冲击性能，满足加工大而复杂工件的技术要求，同时大大降低刀具费用。
本发明的特点在于1、硬质合金中含有0.02～4%(重量)的钕(按金属钕计算);
2、稀土元素钕可以金属或化合物的形式添加。添加化合物时，其量也应按稀土金属计算。
本发明的具体实施步骤是将称好的WC粉(还可以再加入TiC、TaC、NbC、ZrC、HfC中的一种或两种以上)，金属钴粉(或其它铁族元素)、稀土金属钕或钕的化合物(也可以加其它稀土元素)与研磨介质在球磨筒内研磨混合，卸料与干燥后加入成型剂，冷压成型，最后将压坯在1400～1500℃温度下烧结，便得本发明的含钕硬质合金，或含其它稀土元素的硬质合金。
本发明的实施例如下实施例1，用上述方法配制成份为85.97%WC-5.01% TiC-9.02%Co的合金试样和成份为85.82%WC-5%TiC-9%Co-0.18%稀土金属的七种合金，上述稀土金属分别为La、Ce、Pr、Nd、Gd、Y、混合稀土M(铈的含量大于45%)中的一种。合金试样编号依次为X、L、C、P、N、G、Y和M。然后测合金试样的室温硬度、室温强度、高温硬度和高温强度(如表1所示)。在八种合金试样中，以添加稀土金属Nd的综合性能最好。
表1、八种硬质合金的性能对比(三次平均值)
实施例2、用上述方法制取成份为87.86%WC-3%TiC-3%TaC-6.02%Co-0.12%Nd2O3的试样A和不加Nd2O3的试样B，然后测其室温硬度、抗弯强度(如表2所示)。加有Nd2O3的试样的抗弯强度提高16%。
表2
实施例3、用上述方法配制成份为85.91%WC-5%TiC-9%CO-0.09%Nd的试样C与不加Nd的试样D，然后测其性能并作切削试验，结果列于表3与表4。
由表3和表4看出，添加Nd的硬质合金的抗弯强度提高24.9%，高温强度提高8%，切削加工时，抗冲击性能极好，耐用度为不加Nd硬质合金的三倍以上。
实施例4，用上述方法配制成份为91.94%WC-8%Co-0.06%Nd的试样E与不加Nd的试样F，合金试样进行断续切削试验，其结果列于表5。
表5
实施例5，用上述方法配制成份为85%WC-5%TiC-9%Co-1%Nd的试样C与不加Nd的试样H，然后进行断续切削试验，结果如表6。
表6
通过以上实施例可以看出1、钕是稀土元素中对硬质合金性能影响最好的添加剂，效果比镨和釓好，而且其价格只有镨或釓的 1/2 ～ 1/3 ，刀具成本仅比不加稀土金属的增加0.8%。
2、往硬质合金中添加稀土金属钕，能大大提高硬质合金的抗弯强度和韧性。其抗弯强度可提高10～20%以上，制得的硬质合金刀具耐磨性与抗冲击性能都极好，在粗加工和断续切削过程中可以大大减少崩刃现象，刀具耐用度比不加钕的硬质合金刀具可提高200～500%。
3、添加稀土金属钕的硬质合金是一种可大大提高经济效益的新型硬质合金。
权利要求
1.一种硬质合金，它是以WC(还可以再加入TiC、TaC、NbC、ZrC、HfC中的一种或两种以上)为硬质相，以金属钴(或其它铁族金属)为粘结相，配制而成的，其特征在于还含有0.02～4%(重量)的钕(按金属钕计算)。
2.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于钕可以金属钕或钕的化合物的形式加入，其添加量均按金属钕计算。
全文摘要
本发明提供了一种新型硬质合金，它是以WC(还可以加入TiC、TaC、NbC、ZrC、HfC中的一种或两种以上)为硬质相，金属钴(或其它铁族金属)为粘结相，添加0.02～4％(重量)的钕或钕的化合物(按金属钕计算)配制而成的。新合金抗弯强度有明显提高，制得的硬质合金刀具耐磨性与抗冲击性能都极好，刀具耐用度比不加稀土元素的硬质合金刀具提高2～5倍，从而大大降低刀具费用。
文档编号C22C29/08GK1036803SQ89105708
公开日1989年11月1日 申请日期1989年4月28日 优先权日1989年4月28日
发明者罗重麟, 游金秀, 姚学祥 申请人:株洲硬质合金厂