一种矿用WC-Co硬质合金的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种矿用WC-Co硬质合金的制备方法，选用原生WC、再生WC和Co粉为原料；所述再生WC元素含量要求为：Ti≤0.1%，Cr≤0.1%，V≤0.05%，C=6.06%～6.20%；所述再生WC所占原料比例a符合以下公式：a=（Hc目标-Hcp原生）÷（Hcp再生-Hcp原生）×100%，其中Hc目标为原料的矫顽磁力目标值，Hcp原生、Hcp再生为原生WC与再生WC的矫顽磁力值。本发明制得的硬质合金的平均晶粒度在1.6～3.0微米范围内，合金硬度＞87HRA，抗弯强度＞2800MPa，满足矿用球齿合金的综合性能要求，可用于矿用凿岩应用领域，扩大了再生WC的应用范围。
【专利说明】-种矿用WC-Co硬质合金的制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明属于粉末冶金【技术领域】，具体涉及一种矿用WC-Co硬质合金的制备方法。
【背景技术】
[0003] 钨是一种重要的战略资源。随着钨矿产资源的不断开发和钨消耗量的不断增加， 我们将面临着严峻的钨矿产资源短缺问题。因此，发展循环经济，充分回收利用废旧硬质合 金制品是硬质合金行业发展方向。
[0004]目前回收废硬质合金的工艺中，应用较广泛的有锌熔法、电溶法等。但是，由于回 收硬质合金种类繁多，生产出的再生WC原料的杂质元素含量、粒度等质量指标波动非常 大，技术人员并没有进行更加细致深入的研究，大部分用于生产一些质量要求不高的结构 件与耐磨件，或者生产低档的凿岩钎片。硬质合金企业普遍关注的问题是，如何生产出高质 量的再生硬质合金制品，推动资源由低值利用向高值利用转变，提高再生利用产品附加值， 实现经济效益与环境效益、社会效益相统一。
[0005] 矿用凿岩合金由于受力复杂，工作环境恶劣，对合金性能要求较高，目前矿用凿岩 合金牌号普遍是采用中颗粒或粗颗粒原生WC生产的WC-Co硬质合金。如果合金中含有Ti、 V、Cr等杂质元素，容易引起合金碎齿、断齿等早期损坏，降低合金使用寿命。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种矿用WC-Co硬质合金的制备方法，利用原生WC和再生 WC做原料，制备的合金可用于矿用凿岩应用领域。
[0007] 本发明的技术方案为：一种矿用WC-Co硬质合金的制备方法，选用原生WC、再生WC 和Co粉为原料；所述再生WC元素含量要求为：Ti彡0. 1%，Cr彡0. 1%，V彡0. 05%，C=6. 06%? 6.2〇%;所述再生WC所占原料比例a符合以下公式：a=(He目标-Hcp原生）+(Hcp再生-Hcp原 生）X100%，其中He目标为原料的矫顽磁力目标值，Hepig生、Hcp再生为原生WC与再生WC的矫顽 磁力值。
[0008] 根据要制备的合金的牌号确定原料的矫顽磁力目标值He目；g;当Hcpff生低于He目标， 要求Hcp原生大于He目标；当Hcp再生高于He目标，要求Hcp原生小于He目标。
[0009]优选Co粉的重量百分比为6%?11%。
[0010]上述的矿用WC-Co硬质合金的制备方法，包括：将原料配好后经球磨、干燥制粒、 压制成型、烧结制成。
[0011] 所述球磨为湿磨18?32h。所述烧结为142(Tl480°C加压烧结。
[0012] 本发明通过原生WC与再生WC搭配，对再生WC原料的杂质元素含量进行控制，并 根据矫顽磁力的值确定再生WC所占原料的比例，以便达到控制合金金相组织结构的目的， 防止不利于合金韧性的第三相存在，并有效控制合金的晶粒度，使制得的硬质合金的平均 晶粒度在I. 6?3. O微米范围内，合金硬度>87 HRA，抗弯强度>2800 MPa，满足矿用球齿 合金的综合性能要求，可用于矿用凿岩应用领域，扩大了再生WC的应用范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1、图2分别为典型的原生WC及再生WC的微观形貌，原生WC的具体形貌为类球 形，再生WC为类似多边棱柱形，两者晶粒形貌不同。
[0014] 图3为本发明中原生WC掺杂再生WC制备的合金典型的金相。
[0015] 图4为原生WC制备的合金金相。
[0016]从图3、4可以看出，本发明的金相与原生WC制备的典型合金金相几乎没有差别。【具体实施方式】
[0017]本发明所使用的再生WC由废旧硬质合金回收获得，但不限于具体的回收方法，例 如可以为电溶法再生WC等，只要Ti、Cr、V、C的含量达到本发明要求即可。对于本领域，制 备不同牌号的硬质合金，其原料的矫顽磁力等参数都有一定的行业标准，首先就要根据要 制备的合金的牌号确定该牌号的原料的矫顽磁力目标值He以符合这个标准，这是本行 业的常规操作。
[0018] 实施例1 :生产钴含量11% (质量百分比，下同）的凿岩钎片，根据牌号确定原料 的矫顽磁力目标值Hc目标为6. 9kA/m，选用的再生WC的原料Hcp再生为7. 2kA/m，Ti〈0. 10%， Cr〈0. 10%，V〈0. 05%，总碳含量为6. 06%。经过挑选，选择的原生WC的Hcp原生为6. 3kA/m，经 过计算，再生WC占WC原料的66. 7%。上述再生WC、原生WC和钴粉混合均匀，经过湿磨18h、 干燥制粒、压制成型、在1450°C加压烧结(压力为5~ 70bar)。得到的矿用WC-Co硬质合金 的各项性能和晶粒度详见表1。
[0019] 实施例2 :生产钴含量10%的凿岩钎片，根据牌号确定原料的矫顽磁力目标值Hcg 标为 6. 2kA/m，选用的再生WC的原料Hcp再生为 7.OkA/m，Ti〈0. 10%，Cr〈0. 10%，V〈0. 05%，总碳 含量为6. 08%。经过挑选，选择的原生WC的Hcpg生为5.OkA/m，经过计算，再生WC占WC原 料的60%。将上述再生WC、原生WC和钴粉混合均匀，经过湿磨20h、干燥制粒、压制成型、在 1450°C加压烧结(压力为5?70bar)，得到的矿用WC-Co硬质合金的各项性能和晶粒度详 见表1。
[0020] 实施例3 :生产钴含量8 %的凿岩球齿，根据牌号确定原料的矫顽磁力目标值Heg 标为7. 2kA/m，选用的再生WC的原料Hcp再生为7.OkA/m，Ti〈0.10%，Cr〈0.10%，V〈0.05%，总碳 含量为6. 12%。经过挑选，选择的原生WC的Hcpg生为7. 4kA/m，经过计算，再生料WC占WC 原料的50%。将上述再生WC、原生WC和钴粉混合均匀，经过湿磨23h、干燥制粒、压制成型、 在1450°C加压烧结(压力为5?70bar)，得到的矿用WC-Co硬质合金的各项性能和晶粒度 详见表1。
[0021] 实施例4 :生产钴含量6. 5%的凿岩球齿，根据牌号确定原料的矫顽磁力目标值Hc 目标为6. 7kA/m，选用的再生WC的原料Hcp再生为7. 2kA/m，Ti〈0. 10%，Cr〈0. 10%，V〈0. 05%，总 碳含量为6.17%。经过挑选，选择的原生WC的Hcp原生为6.4kA/m，经过计算，再生料WC占WC 原料的37. 5%。将上述再生WC、原生WC和钴粉混合均匀，经过湿磨28h、干燥制粒、压制成 型、在1450°C加压烧结(压力为5?70bar)，得到的矿用WC-Co硬质合金的各项性能和晶 粒度详见表1。
[0022] 实施例5 :生产钴含量6 %的凿岩球齿，根据牌号确定原料的矫顽磁力目标值Heg 标为 6. 8kA/m，选用的再生WC的原料Hcp再生为 7. 3kA/m，Ti〈0. 10%，Cr〈0. 10%，V〈0. 05%，总碳 含量为6.20%。经过挑选，选择的原生WC的Hepg生为6.6kA/m，经过计算，再生料WC占WC 料的28. 6%。将上述再生WC、原生WC和钴粉混合均匀，经过湿磨32h、干燥制粒、压制成型、 在1450°C加压烧结(压力为5?70bar)，得到的矿用WC-Co硬质合金的各项性能和晶粒度 详见表1。
[0023]表1
【权利要求】
1. 一种矿用WC-Co硬质合金的制备方法，其特征在于： 选用原生WC、再生WC和Co粉为原料； 所述再生WC元素含量要求为：Ti彡0? 1%，Cr彡0? 1%，V彡0? 05%，C=6. 06%?6. 20% ; 所述再生WC所占原料比例a符合以下公式：a= (He目标-Hep原生）+ (Hep再生-Hep原 生）X 100%，其中He目标为原料的矫顽磁力目标值，Hep ig生、Hep再生为原生WC与再生WC的矫顽 磁力值。
2. 根据权利要求1所述的矿用WC-Co硬质合金的制备方法，其特征在于：根据要制备 的合金的牌号确定原料的矫顽磁力目标值He目;g ;当Hep ||丨低于He目;要求Hep 大于He 目标；当Hep再生商于He目标，要求Hep原生小于He目标。
3. 根据权利要求2所述的矿用WC-Co硬质合金的制备方法，其特征在于：Co粉的重量 百分比为6%?11%。
4. 根据权利要求1~3之一所述的矿用WC-Co硬质合金的制备方法，其特征在于：将原 料配好后经球磨、干燥制粒、压制成型、烧结制成。
5. 根据权利要求4所述的矿用WC-Co硬质合金的制备方法，其特征在于：所述球磨为 湿磨18?32h。
6. 根据权利要求4所述的矿用WC-Co硬质合金的制备方法，其特征在于：所述烧结为 142(Tl480°C加压烧结。
【文档编号】C22C29/08GK104357726SQ201410760457
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】程秀兰, 洪海侠, 姚雄志, 黄蕊, 阳进 申请人:株洲硬质合金集团有限公司