专利名称：铸造碳化钨及其制备方法
技术领域：
本发明涉及铸造碳化钨及其制备方法。
背景技术：
铸造碳化钨材质的焊条广泛应用于模具及石油、矿山工具、航空航海等行业的零部件的焊接和表面覆盖层，以取得高耐磨性，高熔点，延长零部件的使用寿命。现有铸造碳化钨粉的制备是将钨粉和碳化钨粉按一定重量百分比配制原料粉末，控制原料粉末总含碳量为2.2～2.8wt％，混合均匀，在2580±50℃炉温下熔炼后球磨破碎，得到的铸造碳化钨粉含碳量为3.8～4.0％，硬度值为HRA93.0～93.7，熔点2525±50℃，与Co含量为6％的碳化钨-钴硬质合金相比的相对耐磨性为3.4～4.1，铸造碳化钨中针状组织结构＜40％，较易产生应力集中，满足不了上述领域中对耐磨性、熔点和使用寿命的更高要求。
发明内容
本发明针对上述已有技术的不足，提供一种铸造碳化钨中针状组织结构≥75％，具有更高耐磨性和熔点的高碳铸造碳化钨及其制备方法。
本发明的铸造碳化钨主要由95～96wt％(重量百分比)的钨，3.95～4.10wt％的碳组成。
本发明的铸造碳化钨粉的制备方法包括将钨粉和碳化钨粉按一定重量百分比配制原料粉末，混合均匀，在熔炼炉内熔炼后进行球磨破碎，配料时控制原料总碳含量为3.0～4.10wt％，熔炼温度为2700～3100℃。
本发明通过控制原料总碳含量和熔炼温度，制备出总含碳量达到3.95～4.10wt％(重量百分比)的高碳铸造碳化钨，其针状组织结构≥75％，大大减少了应力集中，避免产生裂纹，硬度达到HRA 93.5～93.8，与Co含量为6％的碳化钨-钴硬质合金相比的相对耐磨性达到4.2～5.0，熔点达到2650～2900℃，密度也提高到16.7～17.2g/cm3。用于同一种用途时，与现有铸造碳化钨相比，使用寿命提高30％以上，从而满足了模具及石油等使用领域中对耐磨性、熔点和使用寿命的高要求。
具体实施例方式
实施例1.配制300Kg原料，其中W粉50Kg、余量为碳化钨粉，控制原料中总含碳量为3.0％。原料在球磨机内混合均匀后，在熔炼炉内以2700℃进行熔炼，然后经球磨机球磨破碎，得到总含碳量为3.95％，钨含量为96.0％，及主要由钨粉和碳化钨粉带入的Fe等其他杂质0.05％，针状组织结构为75％的铸造碳化钨，其硬度为HRA93.5，与Co含量为6％的碳化钨-钴硬质合金相比的相对耐磨性(以下实施例相同)为4.20，密度为16.85g/cm3，熔点为2650℃。在某冲压模具表面涂覆本发明的高碳铸造碳化钨与涂覆现有技术的铸造碳化钨相比(以下实施例同)，模具使用寿命由原来的6小时提高到8.5小时，提高了41.7％。
实施例2、配制300Kg原料，其中W粉10Kg、余量为碳化钨粉，控制原料中总含碳量为3.50％。原料在球磨机内混合均匀后，在熔炼炉内以2890℃进行熔炼，然后经球磨机球磨破碎，得到总含碳量为3.97％，钨含量为95.6％，及主要由钨粉和碳化钨粉带入的Fe等其他杂质0.43％，针状组织结构为78％的铸造碳化钨，其硬度为HRA93.51，相对耐磨性为4.26，密度为16.90/gcm3，熔点为2850℃。模具使用寿命由原来的6小时提高到9.5小时，提高了58.89％。
实施例3、配制300Kg原料，其中W粉20Kg、余量为碳化钨粉，控制原料中总含碳量为3.58％。原料在球磨机内混合均匀后，在熔炼炉内以3000℃进行熔炼，然后经球磨机球磨破碎，得到总含碳量为3.98％，钨含量为95.7％，及主要由钨粉和碳化钨粉带入的Fe等其他杂质0.32％，针状组织结构为88％的铸造碳化钨，其硬度为HRA93.60，相对耐磨性为4.80，密度为16.80g/cm3，熔点为2880℃。模具使用寿命由原来的6小时提高到8小时，提高了33.33％。
实施例4、配制300Kg原料，其中W粉50Kg、余量为碳化钨粉，控制原料中总含碳量为3.62％。原料在球磨机内混合均匀后，在熔炼炉内以3100℃进行熔炼，然后经球磨机球磨破碎，得到总含碳量为4.05％，钨含量为95.8％，及主要由钨粉和碳化钨粉带入的Fe等其他杂质0.15％，针状组织结构为91％的铸造碳化钨，其硬度为HRA93.58，相对耐磨性为4.96，密度为16.96g/cm3，熔点为2900℃。模具使用寿命由原来的6小时提高到8.1小时，提高了34.5％。
实施例5、配制300Kg原料，其中W粉30Kg、余量为碳化钨粉，控制原料中总含碳量为4.10％。原料在球磨机内混合均匀后，在熔炼炉内以2900℃进行熔炼，然后经球磨机球磨破碎，得到总含碳量为4.10％，钨含量为95.4％，及主要由钨粉和碳化钨粉带入的Fe等其他杂质0.50％，针状组织结构为95％的铸造碳化钨，其硬度为HRA93.7，相对耐磨性为5.00，密度为17.2g/cm3，熔点为2820℃。模具使用寿命由原来的6小时提高到7.8小时，提高了30％。
权利要求
1.一种铸造碳化钨，主要由95～96wt％的钨，3.95～4.10wt％的碳组成。
2.权利要求1所述的铸造碳化钨的制备方法，包括将钨粉和碳化钨粉按一定重量百分比配制原料粉末，混合均匀，在熔炼炉内熔炼后进行球磨破碎，其特征是配制原料粉末时控制原料总碳含量为3.0～4.10wt％，熔炼温度为2700～3100℃。
全文摘要
本发明公开了一种高碳铸造碳化钨及其制备方法。该铸造碳化钨主要由95～96wt％的钨，3.95～4.10wt％的碳组成。其制备方法包括配料、混合、熔炼、球磨工序，配料时控制原料总碳含量为3.0～4.10wt％，熔炼炉温2700～3100℃。本发明的高碳铸造碳化钨具有75％以上的针状组织结构，硬度达到HRA 93.5～93.8，熔点达到2650～2900℃，具有高耐磨性和高熔点。
文档编号C22C1/02GK1546713SQ20031011060
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月3日 优先权日2003年12月3日
发明者张汝南 申请人:株洲硬质合金集团有限公司