低粘结剂的耐磨的硬质金属的制作方法
【技术领域】 [0001] 和工业实用性
[0002] 本公开内容涉及一种具有低粘结剂含量但具有高M〇2C含量的WC基材料，所述材 料表现出高硬度和低摩擦系数。
【发明内容】
[0003] 在一个实施方案中，低粘结剂的耐磨材料按重量百分比计包含：约15%-约20% 的碳化钼，约〇. 9% -约3%的钴、镍或钴与镍的组合的合金，约0% -约0. 1 %的碳化铬，和 余量的碳化钨。这种新型材料具有高的耐磨性和耐腐蚀性。
[0004] 在另一个实施方案中，低粘结剂的耐磨材料包含20%的碳化钼和1. 8%的钴。
[0005] 在又一个实施方案中，低粘结剂的耐磨材料包含0. 1%的碳化铬。
[0006] 根据关于附图的优选实施方案的以下的发明详述，本发明的这些和其它的目的、 特征、方面、优点将变得更加明显，在所述附图中：
【附图说明】
[0007] 图1是所测试的两种无粘结剂变体的耐磨性图。
[0008] 图2A示例表2的样品15/0. 9的孔隙率。
[0009] 图2B示例表2的样品15/1. 8的孔隙率。
[0010] 图2C示例表2的样品20/0. 9的孔隙率。
[0011] 图2D示例表2的样品20/1. 8的孔隙率。
[0012] 图3A-3E是表2的样品15/0. 9中存在的显微结构的电子显微镜图像以及EDX图。
[0013] 图4A-4E是表2的样品20/1. 8中存在的显微结构的电子显微镜图像以及EDX图。
[0014] 图5是两种无粘结剂变体和样品15/0. 9、20/0. 9、15/1. 8和20/1. 8的耐磨性图。
[0015] 图6示例具有Cr3C2的15/0. 9变体的孔隙率。
[0016] 图7A-7E是没有Cr3C2的样品15/0. 9中存在的显微结构的电子显微镜图像以及 EDX图。
[0017] 图8是所测试的两种变体的耐磨性图。
[0018] 图9是三种变体和等级20/1. 8 2之间的HV30图。
[0019] 图10是三种变体和等级20/1. 8 2之间的KIC图。
[0020] 图11A示例样品19. 87/2. 4的孔隙率。
[0021] 图11B示例样品19. 75/3的孔隙率。
[0022] 图11C示例样品20/1. 8WC020的孔隙率。
[0023] 图12是表8的变体的耐磨性图。
[0024] 发明详述
[0025] 在本文中，无粘结剂碳化钨被定义为一种不具有任何金属相例如钴、铁或镍的碳 化钨。由于没有任何金属相，其因此显示出优异的高的抗氧化性和高的抗腐蚀性，以及高硬 度和高导热性。其也可以承受比常规硬质合金高得多的温度。然而，由于没有任何低熔点 相，因此致密的无粘结剂碳化钨的烧结是很困难的。具有低金属相的碳化钨可以用于制造 泵设备、用于钻削复合材料的工具、拉丝模、耐磨垫、密封环，以及许多利用硬质材料的其它 应用。
[0026] 因此，本发明的一个目的是提供一种组合物，该组合物提供了硬度（与孔隙率相 关）、断裂韧性、耐磨性和压制压力之间的良好平衡。
[0027] 本发明的一个实施方案是一种低粘结剂的耐磨材料，其按原料的重量百分比计包 含：约15% -约20%的以元素或化合物形式添加的碳化钼，约0. 9% -约3%的钴、镍或钴 与镍的组合的合金，约〇% -约〇. 1 %的碳化铬，和余量的碳化钨。任选地，该低粘结剂的耐 磨材料可包含例如碳化钛和/或碳化钛钨的材料。
[0028] 本发明的另一个实施方案是一种低粘结的耐磨材料，其按原料的重量百分比计包 含：约20%的以元素或化合物形式添加的钼，约1. 8%的钴的合金，约0% -约0. 1 %的碳化 铬，和余量的碳化钨。任选地，该低粘结剂的耐磨材料可包含例如碳化钛和/或碳化钛钨的 材料。
[0029] 本发明的另一个实施方案是一种低粘结剂的耐磨材料，其按原料重量百分比计包 含：约20%的以元素或化合物形式添加的钼，约1. 8%的镍的合金，约0% -约0. 1 %的碳化 铬，和余量的碳化钨。任选地，该低粘结剂的耐磨材料可包含例如碳化钛和/或碳化钛钨的 材料。
[0030] 本发明的另一个实施方案是一种低粘结剂的耐磨材料，其按原料重量百分比计包 含：约20%的以元素或化合物形式添加的钼，约1.8%的镍的合金，约0. 1%的碳化铬，和余 量的碳化钨。任选地，该低粘结剂的耐磨材料可包含例如碳化钛和/或碳化钛钨的材料。
[0031] 另一个实施方案包括一种制备低粘结剂的耐磨材料的方法，该方法包括如下的步 骤：提供约15 % -约20 %的以元素或化合物形式添加的碳化钼，提供约0. 9 % -约3 %的钴、 镍或钴与镍的组合的合金，提供约〇% -约〇. 1 %的碳化铬，提供余量的碳化钨，从而形成粉 末混合物（powderblend)，研磨该粉末混合物，干燥该粉末混合物，筛分该粉末混合物；压 制该粉末混合物，并在氩气气氛中在约50巴的压力下在约1450°C的温度下烧结该粉末混 合物。
[0032] 上述方法的另一个实施方案包括提供碳化钛的附加步骤。
[0033] 上述方法的另一个实施方案包括提供碳化钛钨的附加步骤。
[0034] 上述方法的另一个实施方案包括提供约20%的钼和约1. 8%的钴的附加步骤。
[0035] 上述方法的另一个实施方案包括提供约20%的钼和约1. 8%的镍的附加步骤。
[0036] 上述方法的另一实施方案包括提供约0. 1%的碳化铬的附加步骤。
[0037] 具有低摩擦性和良好导热性的耐磨等级被用于圆角工具和密封环的应用领域。根 据一个实施方案，Mo2C变体的组成示于表1中。
[0038]表1
【主权项】
1. 一种低粘结剂的耐磨材料，所述耐磨材料按原料重量百分比计包含：约15% -约 20%的以元素或化合物形式添加的碳化钼；约0. 9% -约3%的钴、镍或钴与镍的组合的合 金；约0% -约0. 1 %的碳化铬，和余量的碳化钨。
2. 根据权利要求1所述的低粘结剂的耐磨材料，所述耐磨材料还包含碳化钛。
3. 根据权利要求1所述的低粘结剂的耐磨材料，所述耐磨材料还包含碳化钛钨。
4. 根据权利要求1所述的低粘结剂的耐磨材料，所述耐磨材料包含约20%的钼和约 1.8 %的钴。
5. 根据权利要求1所述的低粘结剂的耐磨材料，所述耐磨材料包含约20%的钼和约 1. 8%的镍。
6. 根据权利要求1所述的低粘结剂的耐磨材料，所述耐磨材料包含0%的碳化铬。
7. 根据权利要求1所述的低粘结剂的磨材料，所述耐磨材料包含约0. 1 %的碳化铬。
8. 包含根据权利要求1所述的低粘结剂的耐磨材料的密封环、耐磨垫、拉丝模或复合 钻削应用。
9.一种制备低粘结剂的耐磨材料的方法，所述方法包括如下的步骤：提供约15%-约 20%的以元素或化合物形式添加的碳化钼，提供约0. 9-约3%的钴、镍或钴与镍的组合的 合金，提供约〇% -约〇. 1 %的碳化铬，提供余量的碳化钨，以形成粉末混合物； 研磨所述粉末混合物； 干燥所述粉末混合物； 筛分所述粉末混合物； 压制所述粉末混合物；和 在氩气气氛中在约50巴的压力下在从约1450°C的温度下烧结所述粉末混合物。
10. 根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括提供碳化钛的步骤。
11. 根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括提供碳化钛钨的步骤。
12. 根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括提供约20%的钼和约1. 8%的钴的步 骤。
13. 根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括提供约20 %的钼和约1. 8 %的镍的步 骤。
14. 根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括提供约0. 1 %的碳化铬的步骤。
【专利摘要】本发明是一种低粘结剂的耐磨材料，其按原料的重量百分比计包含：15％-20％的以元素或化合物形式添加的碳化钼，0.9％-3％的钴、镍或钴与镍的组合的合金，0％-0.1％的碳化铬，以及任选的碳化钛或碳化钛钨，和余量的碳化钨。
【IPC分类】C04B35-56, C04B35-645, C22C29-08
【公开号】CN104755446
【申请号】CN201380052263
【发明人】亚历山大·希尔施, 安娜贝尔·梅扬, 斯特凡·埃德吕德, 马里昂·富马罗利, 亚尔瓦·耶哈德松
【申请人】山特维克知识产权股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年10月9日
【公告号】EP2906515A2, US20150259590, WO2014057358A2, WO2014057358A3, WO2014057358A8