本发明涉及一种用于大进给铣削超级合金的硬质合金及其制备方法。
背景技术：
目前，为航空航天工业开发的耐热超级合金(hrsas)现在正越来越广泛地应用于汽车、医疗、半导体、发电设备等行业。除了常见的耐热超级合金牌号(如inconel718/625、waspalloy、6a14v钛合金等)以外，现在又开发出了多种新型钛基合金和铝/镁基合金牌号，所有的耐热超级合金均属于难加工材料范畴。
超级合金的硬度很高，某些钛合金牌号的加工硬度达到330hb。对于普通合金而言，当切削区温度高于1100℃时，材料中的分子结合链就会发生软化，并出现有利于成屑的流动区。反之，耐热超级合金优良的抗高温性能使其在切削加工全过程中均保持高硬度。耐热超级合金被切削时还具有冷作硬化倾向，很容易造成切削刀片过早崩刃失效。切削时，工件的被切表面会生成耐磨的冷硬鳞屑层，使刀片切削刃快速磨损。而且由于耐热超级合金在整个切削过程中始终保持高硬度，因此会加速切削刀片端部倒圆的磨损。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种一种用于大进给铣削超级合金的硬质合金，通过其制备成的切削刀片耐磨性能和抗弯强度显著提高。
解决本发明的技术问题的技术方案是：一种用于大进给铣削超级合金的硬质合金，它的组分及各组分质量百分比如下：
8～12％的co粉；1～3％的tac粉和/或nbc粉；0.4～1.8％的ti(c，n)；余量为费氏粒度5.0μm的wc粉，总计100％。
进一步，ti(c，n)中的c：n的摩尔比＝1:1。
本发明还提供了一种用于大进给铣削超级合金的硬质合金的制备方法，方法的步骤中含有：
依次进行配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型和烧结；其中，湿磨过程中，球料质量比为4：1，液固比为250～400ml/kg，球磨时间为24～60h；烧结过程中，烧结温度为1410℃。
进一步，烧结分为两阶段；
第一阶段预烧结：将压坯在氮气保护下升温，升温到400℃时保温一段时间脱蜡；再升温至1380℃时，保温一段时间使合金致密化后，冷却至室温；
第二阶段为梯度烧结，在真空状态下，将预烧结后试样由室温升至烧结温度1410℃，加压6.0mpa保温一段时间后随炉冷却至室温。
进一步，将压坯在氮气保护下升温的升温速度为5℃/min。
采用了上述技术方案后，本发明通过其配方和方法的设计，其抗弯强度和硬度均较高，提高了使用本发明制备的硬质合金的耐磨性能，能够大进给铣削超级合金。
具体实施方式
本发明提供了一种用于大进给铣削超级合金的硬质合金及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种用于大进给铣削超级合金的硬质合金，它的组分及各组分质量百分比如下：
8～12％的co粉；1～3％的tac粉和/或nbc粉；0.4～1.8％的ti(c，n)；余量为费氏粒度5.0μm的wc粉，总计100％。
进一步，ti(c，n)中的c：n的摩尔比＝1:1。
该用于大进给铣削超级合金的硬质合金的制备方法，方法的步骤中含有：
依次进行配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型和烧结；其中，湿磨过程中，球料质量比为4：1，液固比为250～400ml/kg，球磨时间为24～60h；烧结过程中，烧结温度为1410℃。
进一步，烧结分为两阶段；
第一阶段预烧结：将压坯在氮气保护下升温，升温到400℃时保温1h脱蜡；再升温至1380℃时，保温1h使合金致密化后，冷却至室温；
第二阶段为梯度烧结，在真空状态下，将预烧结后试样由室温升至烧结温度1410℃，加压6.0mpa保温1.5h后随炉冷却至室温。
进一步，将压坯在氮气保护下升温的升温速度为5℃/min。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
配料时选用重量百分比为9.0％的co粉，1.5％的ta(nb)c粉，1.0％的ti(c，n)，余量为费氏粒度5.0μm的wc粉，总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为300ml/kg，球料的质量比为4:1，球磨时间为48小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，将压坯在氮气保护下升温(升温速度为5℃/min)，升温到400℃时保温1h脱蜡；温度到1380℃时，保温1h使合金致密化后，冷却至室温，然后再在真空状态下，将预烧结后试样由室温升至1410℃，加压6.0mpa保温1.5h后随炉冷却至室温。以ps21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的硬质合金的标准产品，其硬质相平均晶粒度为1.5μm，抗弯强度为2750mpa，硬度hv301450。
实施例二：
配料时选用重量百分比为10％的co粉，2％的ta(nb)c粉，1.2％的ti(c，n)，余量为费氏粒度5.0μm的wc粉，总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为300ml/kg，球料的质量比为4:1，球磨时间为42小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，将压坯在氮气保护下升温(升温速度为5℃/min)，升温到400℃时保温1h脱蜡；温度到1380℃时，保温1h使合金致密化后，冷却至室温，然后再在真空状态下，将预烧结后试样由室温升至1410℃，加压6.0mpa保温1.5h后随炉冷却至室温。以ps21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的硬质合金的标准产品，其硬质相平均晶粒度为1.5μm，抗弯强度为3050mpa，硬度hv301380。
实施例三：
配料时选用重量百分比为11.5％的co粉，3％的ta(nb)c粉，0.8％的ti(c，n)，余量为费氏粒度5.0μm的wc粉，总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为300ml/kg，球料的质量比为4:1，球磨时间为36小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，将压坯在氮气保护下升温(升温速度为5℃/min)，升温到400℃时保温1h脱蜡；温度到1380℃时，保温1h使合金致密化后，冷却至室温，然后再在真空状态下，将预烧结后试样由室温升至1410℃，加压6.0mpa保温1.5h后随炉冷却至室温。以ps21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的硬质合金的标准产品，其硬质相平均晶粒度为1.5μm，抗弯强度为3250mpa，硬度hv301300。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。