基于含氮母合金粘结相的硬质合金及其制备方法_3

文档序号:9575397阅读:来源:国知局
装入球磨罐中,按照8:1的球料比装入磨球,并向球磨罐加入100ml酒精,球磨36小时后于烘箱中80°C下干燥4小时,得到混合料;
[0102]③烧结
[0103]在密闭反应炉中烧结:
[0104]将步骤(2)制备的混合料置于真空可充气管式炉中,将反应炉抽真空至1X10后开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至1350°C时,在此温度和继续抽真空条件下保温烧结0.5小时,保温烧结结束后随炉冷却至温度低于100°C出炉;
[0105]④破碎
[0106]将出炉后的产物通过球磨破碎并过200目筛,即制得Co-20% N1-50% (V0.9, Tiai)(C0.l, N0.g)硬质合金用含氮母合金粘结相粉体;
[0107](2)硬质合金的制备
[0108]①配料
[0109]按以下原料及其质量百分比计量各原料:
[0110]分别称取70g WC粉、10g Co粉、5g Ni粉、5g Fe粉和lOg由步骤⑴制得的含氮母合金粘结相粉体;
[0111]②混料、制粒和成型
[0112]将计量好的原料粉末装入球磨罐,按照4:1的球料比装入磨球,倒入120mL酒精,球磨48小时,取出后干燥,然后添加胶质成型剂聚乙二醇造粒得到颗粒状混合料,将所得混合料装入模具内压制成硬质合金毛坯;
[0113]③烧结
[0114]将步骤②制备的硬质合金毛坯置于密闭反应炉中并对反应炉抽真空,当反应炉内的压力为1 X 10 'Pa时开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至450°C时在该温度和抽真空条件下保温3小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1350°C,在该温度和抽真空条件下保温0.5小时,保温结束后停止抽真空,向反应炉内通入氩气至氩气压为2MPa并维持炉内温度在1350°C继续保温0.5小时,保温结束后随炉冷却至室温,即得基于含氮母合金粘结相的硬质合金。经检测,该硬质合金的抗弯强度为4800MPa,维式硬度为1400,断裂韧性为28.0MPa.m1/20
[0115]实施例4
[0116]本实施例所制备的基于新型含氮母合金粘结相的硬质合金,其工艺步骤如下:
[0117](1)含氮母合金粘结相粉体的制备
[0118]①配料
[0119]按照所制备的硬质合金用含氮母合金粘结相粉体的化学式和各组分的含量配料,称取 84.9g Co 粉、10g 卩6粉、58(\75,0。.。5,11。.。5,10。.。5,丁&。.。5,他。.。25,24。25)((:。.9,~1)粉和 0.lg WC 粉;
[0120]②混料和干燥
[0121]将配好的原料装入球磨罐中,按照4:1的球料比装入磨球,并向球磨罐加入120ml酒精,球磨48小时后于烘箱中70°C下干燥4小时,得到混合料;
[0122]③烧结
[0123]在密闭反应炉中烧结:
[0124]将步骤(2)制备的混合料置于感应加热炉中,将反应炉抽真空至IPa后开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至900°C时,在此温度和继续抽真空条件下保温烧结2小时,保温烧结结束后随炉冷却至温度低于100°C出炉;
[0125]④破碎
[0126]将出炉后的产物通过球磨破碎并过500目筛,即制得Co-10% Fe-5% (V0.75, Cr0.05,Ti0.05, Mo0.05, Ta0.05, Nb0.025, Zr0.025) (C0.9, Ναι)-(λ 1%WC 硬质合金用含氮母合金粘结相粉体;
[0127](2)硬质合金的制备
[0128]①配料
[0129]按以下原料及其质量百分比计量各原料:
[0130]分别称取80g WC粉和20g由步骤(1)制得的含氮母合金粘结相粉体;
[0131]②混料、制粒和成型
[0132]将计量好的原料粉末装入球磨罐,按照8:1的球料比装入磨球,倒入100mL酒精,球磨48小时,取出后干燥,然后添加胶质成型剂聚乙二醇造粒得到颗粒状混合料,将所得混合料装入模具内压制成硬质合金毛坯;
[0133]③烧结
[0134]将步骤②制备的硬质合金毛坯置于密闭反应炉中并对反应炉抽真空,当反应炉内的压力为1 X 10 'Pa时开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至550°C时在该温度和抽真空条件下保温3小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1400°C,在该温度和抽真空条件下保温1小时,保温结束后停止抽真空,向反应炉内通入氩气至氩气压为4MPa并维持炉内温度在1400°C继续保温0.7小时,保温结束后随炉冷却至室温,即得基于含氮母合金粘结相的硬质合金。经检测,该硬质合金的抗弯强度为4400MPa,维式硬度为1500,断裂韧性为18.3MPa.m1/2。
[0135]实施例5
[0136]本实施例所制备的基于新型含氮母合金粘结相的硬质合金,其工艺步骤如下:
[0137](1)含氮母合金粘结相粉体的制备
[0138]①配料
[0139]按照所制备的硬质合金用含氮母合金粘结相粉体的化学式和各组分的含量配料,称取 70g 0)粉、268(0。.85,了&。.15)2((:。.5,~5)粉、18 WC 粉、lg TiC 粉、lg TaC 粉和 lg NbC粉;
[0140]②混料和干燥
[0141]将配好的原料装入球磨罐中,按照6:1的球料比装入磨球,并向球磨罐加入80ml酒精,球磨24小时后于烘箱烘干中70°C下干燥4小时,得到混合料;
[0142]③烧结
[0143]在开放式反应炉中烧结:
[0144]在推舟式可控气氛管式炉出气口开启的状态下加热反应炉并向反应炉中通入流动的氩气,当反应炉内烧结区域的温度升至600°C时,将步骤(2)所得混合料连续送入反应炉的烧结区域在移动状态下保温烧结,混合料在烧结区域烧结6小时移动出烧结区域进入反应炉的冷却区域冷却至温度低于100°C出炉;
[0145]④破碎
[0146]将出炉后的产物通过球磨破碎并过500目筛,S卩制得Co-26 % (Cr0.85, Ta0.15)2(C0.5,N0.5)-l% WC-1% TiC-1 % TaC-1% NbC硬质合金用含氮母合金粘结相粉体;
[0147](2)硬质合金的制备
[0148]①配料
[0149]按以下原料及其质量百分比计量各原料:
[0150]分别称取80g WC粉、5g Co粉和15g由步骤(1)制得的含氮母合金粘结相粉体;
[0151]②混料、制粒和成型
[0152]将计量好的原料粉末装入球磨罐,按照8:1的球料比装入磨球,倒入100mL酒精,球磨24小时,取出后干燥,然后添加胶质成型剂聚乙二醇造粒得到颗粒状混合料,将所得混合料装入模具内压制成硬质合金毛坯;
[0153]③烧结
[0154]将步骤②制备的硬质合金毛坯置于密闭反应炉中并对反应炉抽真空,当反应炉内的压力为1X10 'Pa时开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至500°C时在该温度和抽真空条件下保温3.5小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1400°C,在该温度和抽真空条件下保温1小时,保温结束后停止抽真空,向反应炉内通入氩气至氩气压为3MPa并维持炉内温度在1400°C继续保温0.5小时,保温结束后随炉冷却至室温,即得基于含氮母合金粘结相的硬质合金。经检测,该硬质合金的抗弯强度为4750MPa,维式硬度为1420,断裂韧性为19.6MPa.m1/20
[0155]实施例6
[0156]本实施例所制备的基于新型含氮母合金粘结相的硬质合金,其工艺步骤如下:
[0157](1)含氮母合金粘结相粉体的制备
[0158]①配料
[0159]按照所制备的硬质合金用含氮母合金粘结相粉体的化学式和各组分的含量配料,称取 70g Co 粉和 30g (Cr0.8, V0.1; Mo。.J 2 (C0.4, N0.6)粉;
[0160]②混料和干燥
[0161]将配好的原料装入球磨罐中,按照8:1的球料比装入磨球,并向球磨罐加入100ml酒精,球磨36小时后于烘箱中70°C下干燥4小时,得到混合料;
[0162]③烧结
[0163]在开放式反应炉中烧结:
[0164]在推舟式可控气氛管式炉出气口开启的状态下加热反应炉并向反应炉中通入流动的氩气和氢气以体积比60:40混合的混合气体,当反应炉内烧结区域的温度升至1300°C时,将步骤(2)所得混合料连续送入反应炉的烧结区域在移动状态下保温烧结,混合料在烧结区域烧结0.5小时移动出烧结区域进入反应炉的冷却区域冷却至温度低于100°C出炉;
[0165]④破碎
[0166]将出炉后的产物通过球磨破碎并过300目筛,即制得Co-30 %(Cr0.8, V0.!, Mo0.1) 2 (C0.4, N0.6)硬质合金用含氮母合金粘结相粉体;
[0167](2)硬质合金的制备
[0168]①配料
[0169]按以下原料及其质量百分比计量各原料:
[0170]分别称取85g WC粉、8g Co粉和7g由步骤(1)制得的含氮母合金粘结相粉体;
[0171]②混料、制粒和成型
[0172]将计量好的原料粉末装入球磨罐,按照8:1的球料比装入磨球,倒入100mL酒精,球磨36小时,取出后干燥,然后添加胶质成型剂聚乙二醇造粒得到颗粒状混合料,将所得混合料装入模具内压制成硬质合金毛坯;
[0173]③烧结
[0174]将步骤②制备的硬质合金毛坯置于密闭反应炉中并对反应炉抽真空,当反应炉内的压力为1 X 10 'Pa时开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至500°C时在该温度和抽真空条件下保温4小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1350°C,在该温度和抽真空条件下保温1小时,保温结束后停止抽真空,向反应炉内通入氩气至氩气压为5MPa并维持炉内温度在1350°C继续保温0.5小时,保温结束后随炉冷却至室温,即得基于含氮母合金粘结相的硬质合金。经过检测,该硬质合金的抗弯强度为4390MPa,维式硬度为1490,断裂韧性为21.4MPa.m1/2的。
[0175]实施例7
[0176]本实施例所制备的基于新型含氮母合金粘结相的硬质合金,其工艺步骤如下:
[0177](1)含氮母合金粘结相粉体的制备
[0178]①配料
[0179]按照所制备的硬质合金用含氮母合金粘结相的化学式和各组分的含量配料,称取75g Co 粉、10g Ni 粉和 15g(VQ.75,NbQ.15,Zrai) (C0.7,N0.3)粉,装入球磨罐中;
[0180]②混料和干燥
[0181]将配好的原料装入球磨罐中,按照8:1的球料比装入磨球,并向球磨罐加入100ml酒精,球磨36小时后于烘箱中70°C下干燥4小时,得到混合料;
[0182]③烧结
[0183]在开放式反应
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