专利名称：含稀土及其氧化物的碳化钨基硬质合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以碳化钨为基的硬质合金，主要适用于制造合成金刚石用的顶锤。
现有技术中WC-Co硬质合金具有良好的力学性能，尤其是强度高、硬度高、耐高温，通常被用作制造合成金刚石用的顶锤和压缸。然而由于合成金刚石时的工作条件十分恶劣，需6000MPa以上及1400℃左右的高压和高温，因而用这种WC-Co硬质合金制做的顶锤几乎是在极限条件下工作的，使用寿命极其有限。例如八十年代中期，国内顶锤寿命还只有300～400次。此外，由于顶锤需要好的综合性能，以往在选料、成型、烧结等每一制造环节都必须精心控制，以免造成缺陷导致顶锤寿命的急剧下降，甚至引超人身伤亡事故。为此，需要研制出一种更适合于制造合成金刚石顶锤且使其使用寿命提高的硬质合金。
本发明的目的在于提供一种性能更适合于制造合成金刚石顶锤且使其使用寿命更高的含稀土及其氧化物的碳化钨基硬质合金。
本发明碳化钨基硬质合金的具体化学成分(重量％)如下WC80～94％，Co5～14％，Ce.La、Yb、Sm或Nd中任意一种或任二种以上之和是0.01～3％，CeO2、La2O3、Yb2O3、Sm2O3或Nd2O3中任意一种或任二种以上之和是0.05～5％，Cr、Cu、W、Nd、Ta或Mo中任意一种是0.05～4％。
本发明合金中，稀土的加入可促进烧结过程，净化合金晶界，而稀土氧化物则阻止了WC晶粒长大和Co的面心立方结构(fcc)向密排六方结构(hcp)的转化，并进一步增强了Cr、Cu、W、Nb、Ta或Mo等强化Co相的作用，从而使本发明合金的综合性能得以提高，用本发明合金制做顶锤放宽了工艺要求，并且提高了顶锤的使用寿命。
本发明硬质合金顶锤是采用粉末冶金方法制备的，其制备工艺如下1、以重量百分比称量各种原料粉末，其中混合稀土的纯度(RE＋RExOy)≥99.8％，非稀土或稀土化合物＜0.1％，粒度≤3μm；RE(稀土)是Ce、La、Yb、Sm或Nd中任意一种或任二种以上之和，RExOy是CeO2、La2O3、Yb2O3、Sm2O3或Nd2O3中任意一种或任二种以上之和。
2、混料配制好的粉末装入湿磨机硬质合金罐中，罐中硬质合金球重为料重的2～2.5倍，以酒精为球磨介质，球磨时间为24～120小时，磨后粉末在真空干燥器中烘干；3、成型选用特制弹性软模密封后放入冷等静压机内在200MPa压力下压制成型，取出后稍加修整；4、烧结压坯在高温真空炉中于1350～1500℃下进行烧结，烧结后期将通入保护气体以防止Co的蒸发；5、后处理烧结体在热等静压炉中作最后处理，并以一定冷速冷却出炉以获得面心立方结构的Co。
本发明与现有技术相比，具有如下优点1、采用本发明硬质合金及工艺制备合成金刚石用的顶锤，具有良好的综合性能，使用寿命比WC-Co硬质合金制作的顶锤高一倍多，如表1表1本发明硬质合金制备的顶锤与WC-Co合金制备的顶锤在作加热锤时平均寿命的比较
2、采用本明合金制造做顶锤，对原料粉末的技术要求放宽；3、采用本发明合金制做顶锤，对每一步制备工序的控制要求可放宽。
4、成品率高。
实施例。
根据本发明硬质合金的化学成分范围，配制了4批合金，4批合金的具体化学成分如表2，4批合金的粉末分别配料后装入球磨罐内，放入2.5倍于粉重的硬质合金球并加无水乙醇，球磨120小时后烘干，装入软模中经冷等静压200MPa压制成型，压坯于1380℃真空炉中烧结，1100℃后通入氩气保护，出炉后在1350℃热等静压快冷至室温，顶锤的使用寿命如表3。
表2 4批合金的具体化学成分
表3 4批合金制做成顶锤的使用寿命
权利要求
1.一种含稀土及其氧化物的碳化钨基硬质合金，其特征在于化学成分(重量％)为WC80～94％，Co5～14％，Ce、La、Yb、Sm或Nd中任意一种或任二种以上之和是0.01～3％，CeO2、La2O3、Yb2O3、Sm2O3或Nd2O3中任意一种或任二种以上之和是0.05～5％，Cr、Cu、W、Nd、Ta或Mo中任意一种是0.05～4％。
全文摘要
一种含稀土及其氧化物的碳化钨基硬质合金，它的化学成分(重量％)为WC80～94％，Co5～14％，Ce、La、Yb、Sm或Nd中任意一种或任二种以上之和是0.01～3％，CeO
文档编号C22C29/06GK1116248SQ94117520
公开日1996年2月7日 申请日期1994年10月25日 优先权日1994年10月25日
发明者葛启录, 单国钢, 张悦, 于金宝, 高增森, 姚振梅, 林润宇, 姜伟 申请人:冶金工业部钢铁研究总院