专利名称：一种改善WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种改善WC-C0硬质合金耐腐蚀性能的方法，属于粉末冶金材料领 域。
背景技术：
在硬质合金中，WC-Co硬质合金是应用领域最广的一类合金。然而，与无金属粘结 相硬质合金、Cr3C2基硬质合金、WC-Ni-Cr3C2硬质合金以及WC-Co-Ni-Cr3C2硬质合金等相 比，WC-Co硬质合金的耐腐蚀性能相对较差。对在液体介质(包括冷却介质)或潮湿环境 等工况条件下使用的硬质合金工具材料，合金的耐腐蚀性能严重影响其使用寿命。尽管如 此，如何改善WC-Co硬质合金的耐腐蚀性能并未引起重视。通常，矿山工具、轧辊等WC-Co 硬质合金的合金晶粒度> 1 μ m。对于这类合金晶粒度> Iym的硬质合金通常不添加VC或 Cr3C2 ο发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效提高WC-Co硬质合金耐腐蚀性能 改善WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的方法。
本发明通过在WC-Co硬质合金中联合添加Cr3C2-VC或联合添加Cr3C2-VC-Ln (稀 土)，实现对WC-Co硬质合金耐腐蚀性能改善的目的。所述Cr3C2、VC、Ln添加量分别控制在占 粘结剂质量分数约5%、4%和0.6%，在湿磨过程中加入。所述Ln是混合稀土或单质稀土， 以Ln-Co预合金粉末形式或以氧化物形式添加。以氧化物形式添加时添加量以氧化物计。 所述掺杂WC-Co硬质合金的晶粒度> 1 μ m,采用压力烧结工艺制备。联合添加Cr3C2-VC-Ln 改善WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的效果更加显著。
本发明改善WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的基本原理是，通过Cr-V或Cr-V-Ln之间 的协同作用，改变WC/Co相界的界面性质(产生含Cr-V或Cr-V-Ln的几个原子级厚度的偏 析膜)；通过Cr-V-W或Cr-V-W-Ln在Co中的固溶协同行为，改变Co粘结相的性质，从而提 高合金的耐腐蚀性能。
综上所述，本发明是一种能有效提高WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的方法。
图1是pH = 1条件下Cl、C2、C3、C4等4种硬质合金的电化学腐蚀塔菲尔曲线；
图2是pH = 7条件下Cl、C2、C3、C4等4种硬质合金的电化学腐蚀塔菲尔曲线；
图3是pH = 13条件下Cl、C2、C3、C4等4种硬质合金的电化学腐蚀塔菲尔曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:
采用费氏粒度为34. 1 μ m、总碳为6. 14 %的WC粉，费氏粒度为2. Oym的Co粉， 费氏粒度为1. 02 μ m、总碳为13. 26%的Cr3C2粉，费氏粒度为1. 05 μ m、总碳为18. 19% 的VC粉，-200目、含Co质量分数为65%的以La、Ce、Pr、Nd为主的混合稀土(RE)-Co预 合金粉以及比表面积平均径为73. Inm的La2O3粉为原料。在相同的制备工艺条件下制备 WC-8. 5Co (Cl)、WC-8. 5Co-0. 4Cr3C2-0. 3VC (C2)、WC-8. 5Co_0. 4Cr3C2-0. 3VC-0. 05RE (C3)以 及WC-8. 5Co-0. 4Cr3C2-0. 3VC-0. 05La203(C4)等4种硬质合金。合金的烧结在压力烧结炉内 进行，烧结温度为1450°C，保温时间为120min，烧结炉内压力为5. 6MPa。金相组织结构观察 结果表明，4种合金均为两相合金，合金中不存在脱碳相或渗碳相，4种合金的晶粒度均> 5 μ m0
将NaCl溶液调配为pH为7的中性溶液；在NaCl溶液中添加适量的H2SO4调节pH 值为1 ；在NaCl溶液中添加适量的N aOH溶液调节pH值为13。图1、图2、图3分别为pH =UpH = 7,pH = 13条件下C1、C2、C3、C4等4种硬质合金的电化学腐蚀塔菲尔曲线。表 1列出了不同PH值条件下4种合金对应的自腐蚀电流密度(J)。
表1不同pH值条件下4种硬质合金对应的自腐蚀电流密度，J/( μ A · cm_2)
权利要求
1.一种改善WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的方法，其特征是在WC-C0硬质合金中联合 添加Cr3C2-VC或联合添加Cr3C2-VC-Ln,所述Cr3C2、VC、Ln添加量分别控制在占粘结剂质量 分数5%、4%和0. 6%，在混合料湿磨过程中加入。
2.根据权利要求1所述的改善WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的方法，其特征是所述Ln 是混合稀土或单质稀土，以Ln-Co预合金粉末形式或以氧化物形式添加，以氧化物形式添 加时添加量以氧化物计。
3.根据权利要求1或2所述的改善WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的方法，其特征是所 述的掺杂WC-Co硬质合金的晶粒度> 1 μ m，采用压力烧结工艺制备。
全文摘要
本发明公开了一种改善WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的方法，通过在WC-Co硬质合金中联合添加Cr3C2-VC或联合添加Cr3C2-VC-Ln(稀土)，实现对WC-Co硬质合金耐腐蚀性能改善的目的。所述Cr3C2、VC、Ln添加量分别控制在占粘结剂质量分数5％、4％和0.6％，在湿磨过程中加入。所述Ln以Ln-Co预合金粉末形式或以氧化物形式添加。以氧化物形式添加时添加量以氧化物计。所述掺杂WC-Co硬质合金的晶粒度＞1μm，采用压力烧结工艺制备。联合添加Cr3C2-VC-Ln改善WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的效果更加显著。
文档编号C22C1/04GK102031436SQ20111000954
公开日2011年4月27日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者吴厚平, 张立, 熊湘君, 陈述, 雷霆 申请人:中南大学, 湖南有色金属控股集团有限公司