中，W5-8°C/min的速度升温至1200-1250°C，保温 20min，并保持1(T中aW下的真空度；然后向烧结炉中充入氮气并W1-3°C/min的速度升 温至1420-1450°C，保温60min且保持0. 2MPaW上的压强；接着再W2-6°C/min的速度降 温至1000-1200°C，保温120min，并保持0. 2MPaW上的压强；再接着巧体随炉冷却，并保持 0. 2MPaW上的压强，制得表面硬化的梯度硬质合金。由实施例1-33制备的表面硬化的梯度 硬质合金分别标记为町1-町33。
[0047] 实施例34
[0048] 本实施例提供一种表面硬化的梯度硬质合金，W及该种表面硬化的梯度硬质合金 的制备方法。
[0049] 本实施例中的合金粘结相、原料粉体及石蜡的组成与实施例15的一致。
[0050] 本实施例的制备方法中，制备合金粘结相、制备巧料、压制巧体、预烧结与实施例 15的一致，本实施例与实施例15的不同之处在于烧结步骤，具体如下：
[0051] 将巧体置于烧结炉中，W5-8°C/min的速度升温至1200-1250°C，然后向烧结炉中 充入氮气并W1-3°C/min的速度升温至1420-1450°C，保温80min且保持0. 2MPaW上的压 强；接着再W2-6°C/min的速度降温至1000-1200°C，保温120min，并保持0. 2MPaW上的 压强；再接着巧体随炉冷却，制得表面硬化的梯度硬质合金。由本实施例制备的表面硬化的 梯度硬质合金分别标记为町34。
[0052] 在制备表面硬化的梯度硬质合金的其它实施方案中，烧结步骤中，升温至 1200-1250°C后保温的时间还可W是18-22min，升温至1420-1450°C后保温的时间还可W 是55-65min，温度降至1000-1200°C后保温的时间还可W是ll〇-130min;当对所制备的表 面硬化的梯度硬质合金的尺寸和外形无严格要求时，还可w省略预烧结步骤，直接将巧体 进行烧结，制得所需表面硬化的梯度硬质合金材料。
[0053]分别测试上述实施例1-34所制备的表面硬化的梯度硬质合金材料町1-34的力学 性能，测试结果如下表3所示。并检测实施例4制备的表面硬化的梯度硬质合金材料町4 的截面微观形貌、截面内部的微观组织、截面Co含量、截面Ti含量、XRD谱图。
[0054] 表3实施例1-34制备的表面硬化的梯度硬质合金材料町1-34的测试结果（初性 值非常低，再检查一下原始数据）
[00 巧]
脚)57]实施例15制备的表面硬化的梯度硬质合金町15的截面微观形貌图如图1所示， 由图可W看出，该合金的断面都由表层、过渡层和内部层组成；表层是1个厚约12ym的区 域，紧接着是1个厚约50ym的过渡层，过渡层中出现异常长大的WC晶粒，而合金内部层的 WC晶粒细小且分布均匀。图2为町15的截面的Co含量的线扫描图，图3为町15的截面 的Ti含量的线扫描图（图2和图3中横坐标的"距离"是指物体的外表面至扫描点的垂直 距离），由图可W看出，在距离合金表面30ym的范围内，合金表层的Ti含量高，而Co含量 低。图4为町15的XRD谱图，从图中可W看出，合金表面的Co含量很少，而含Ti的立方相 含量很高。图5为町15的截面内部的微观组织图，WC晶粒分布均匀，并且WC晶粒尺寸不 超过500nm。
[0058] W上所述仅W实施例来进一步说明本发明的技术内容，W便于读者更容易理解， 但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发 明的保护。
【主权项】
1. 一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，由以下质量百分比的各组分烧结而 成：5-15 %的TiC，2-5%的TaC，10-15 %合金粘结相，余量为WC ;所述合金粘结相由以下质 量百分比的粉体组成：〇? 5-5. 5% 的 Cr，0. 5-5. 5% 的 Mo,0. 5-5. 5% 的 B，0. 5-5. 5% 的 A1， 0? 5-5. 5% 的 V，0. 5-5. 5% 的 Y，0. 5-5. 5% 的 Si，余量为 Co,且合金粘结相中 Cr、Mo、B、Al、 V、Y和Si的质量之和为合金粘结相质量的7-20%。2. 根据权利要求1所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，所述合金粘结相 由以下质量百分比的粉体组成：2%的Cr，2%的Mo, 2%的B，2%的A1，2%的V，2%的Y，2% 的 Si，86%的 Co。3. 根据权利要求2所述一种表面硬化的梯度硬质合金，其特征在于，由以下质量百分 比的各组分烧结而成：10%的TiC，3%的TaC，12%的合金粘结相，75%的WC。4. 一种如权利要求1所述表面硬化的梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，所述制 备方法包括以下步骤： 51、 制备合金粘结相：按质量百分比分别称取Cr、M〇、B、Al、V、Y、Si、Cc^U^I^M^dfA 种粉体混合均匀，得合金粘结相； 52、 制备坯料：按质量百分比分别称取合金粘结相、TiC、TaC、WC四种组分，四种组分组 成原料粉体；按原料粉体总质量的1. 5-2. 5%称取石蜡，并将石蜡与原料粉体混合均匀，得 到坯料； 53、 压制坯体：将坯料压制成型，得坯体； 54、 烧结：将坯体置于烧结炉中，以5-8 °C /min的速度升温至1200-1250 °C，保温 18-22min，并保持KT3Pa以下的真空度；然后向烧结炉中充入氮气并以1-3°C /min的速度 升温至1420-1450°C，保温55-65min且保持0. 2MPa以上的压强；接着再以2-6°C /min的速 度降温至1000_1200°C，保温110_130min，并保持0. 2MPa以上的压强；再接着坯体随炉冷 却，并保持〇. 2MPa以上的压强，制得表面硬化的梯度硬质合金。5. 根据权利要求4所述一种表面硬化的梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，步骤 Sl中，将八种粉体置于球磨机中，用硬质合金研磨球球磨72小时，且每球磨Ih就暂停球磨 lOmin，得到合金粘结相。6. 根据权利要求4所述一种表面硬化的梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，步骤 S2中，将原料粉体和石蜡置于球磨机中，并注入有机溶剂使原料粉体和石蜡浸没在有机溶 剂中，球磨24h得浆料，使浆料干燥后得到坯料。7. 根据权利要求6所述一种表面硬化的梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，所述 有机溶剂为四氯化碳或庚烷。8. 根据权利要求4所述一种表面硬化的梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，步骤 S3中，先用压模机将坯料压制成型，得初坯体；再用冷等静压机进一步压制初坯体，得坯 体。9. 根据权利要求8所述一种表面硬化的梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，步骤 S3中，用冷等静压机进一步压制初坯体时，压强为200Mpa，时间为5min。10. 根据权利要求4所述一种表面硬化的梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，步骤 S4前，还包括脱蜡和预烧结步骤，所述的脱蜡步骤是将坯体置于烧结炉中，在还原性或惰性 气氛下，在500°C以下烧结30分钟，所述预烧结步骤是将坯体置于烧结炉中，在惰性气体气 氛下，以1400°C烧结IOmin ;还体随炉冷却后精修坯体外形。
【专利摘要】本发明涉及硬质合金制备技术领域，具体为一种表面硬化的梯度硬质合金及其制备方法。本发明通过调节合金粘结相的成分使所制备的硬质合金中WC晶粒细小、分布均匀、致密度高、梯度明显，使硬质合金表现出更优异的力学性能，改善了硬质合金的红硬性。通过调节坯料配方、烧结温度和烧结时间等参数来控制硬质合金梯度层的成分和厚度，使硬质合金的表层富立方相而贫粘结相，并且表层下还有一富合金化粘结相的过度层，从而使硬质合金具有优异的硬度、耐磨性和韧性，可用于金属的机械加工。使用本发明方法制备的硬质合金同时具有优异的耐磨性、强度、硬度和韧性。本发明方法对现有设备和工艺的改动不大即可生产出功能梯度硬质合金，适用于工业化生产。
【IPC分类】C22C29/08, C22C1/05
【公开号】CN104988373
【申请号】CN201510478499
【发明人】伍尚华, 陈健, 邓欣, 刘伟, 弓满锋
【申请人】广东工业大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年8月6日