基于含氮母合金粘结相的硬质合金及其制备方法_5

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炉冷却至温度低于100°C出炉;
[0265]④破碎
[0266]将出炉后的产物通过球磨破碎并过200目筛,即制得Co-5 % Fe_15 %(Cr0.85, Vq.!, Ta0.05)2(C0.5, N0.5)硬质合金用含氮母合金粘结相粉体;
[0267](2)硬质合金的制备
[0268]①配料
[0269]按以下原料及其质量百分比计量各原料:
[0270]分别称取85g WC粉、10g Co粉和5g由步骤⑴制得的含氮母合金粘结相粉体;
[0271]②混料、制粒和成型
[0272]将计量好的原料粉末装入球磨罐,按照8:1的球料比装入磨球,倒入100mL酒精,球磨48小时,取出后干燥,然后添加胶质成型剂聚乙二醇造粒得到颗粒状混合料,将所得混合料装入模具内压制成硬质合金毛坯;
[0273]③烧结
[0274]将步骤②制备的硬质合金毛坯置于密闭反应炉中并对反应炉抽真空,当反应炉内的压力为1 X 10 'Pa时开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至500°C时在该温度和抽真空条件下保温3小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1400°C,在该温度和抽真空条件下保温0.5小时,保温结束后停止抽真空,向反应炉内通入氩气至氩气压为4MPa并维持炉内温度在1400°C继续保温1小时,保温结束后随炉冷却至室温,即得基于含氮母合金粘结相的硬质合金。经过检测,该硬质合金的抗弯强度为4060MPa,维式硬度为1420,断裂韧性为22.3MPa.m1/20
[0275]实施例12
[0276]本实施例所制备的基于新型含氮母合金粘结相的硬质合金,其工艺步骤如下:
[0277](1)含氮母合金粘结相粉体的制备
[0278]①配料
[0279]按照所制备的硬质合金用含氮母合金粘结相粉体的化学式和各组分的含量配料,称取328.06g三氧化二镍粉、41.18g五氧化二钒粉、6.02g二氧化钛粉、10.86g三氧化钼粉、10.02g五氧化二铌粉、9.29g 二氧化锆粉、54.57g石墨粉和40g活性炭粉;
[0280]②混料和干燥
[0281]将配好的原料装入球磨罐中,按照6:1的球料比装入磨球,并向球磨罐加入600ml酒精,球磨24小时后于烘箱中70°C下干燥4小时,得到混合料;
[0282]③烧结
[0283]在密闭反应炉中烧结:
[0284]将步骤(2)制备的混合料置于微波烧结炉中,将反应炉抽真空至IPa后开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至1200°C时,停止抽真空并向反应炉中通入氮气至氮气压为0.06MPa,在此氮气压和1200°C下保温烧结2小时,保温烧结结束后随炉冷却至温度低于100°C出炉;
[0285]④破碎
[0286]将出炉后的产物通过球磨破碎并过300目筛,即制得N1-20 %(v0.6, Ti0.1, Mo0.!, Nb0.!, Zr0.,) (C0A, N0.9)硬质合金用含氮母合金粘结相粉体;
[0287](2)硬质合金的制备
[0288]①配料
[0289]按以下原料及其质量百分比计量各原料:
[0290]分别称取85g WC粉、10g Co粉和5g由步骤(1)制得的含氮母合金粘结相粉体;
[0291]②混料、制粒和成型
[0292]将计量好的原料粉末装入球磨罐,按照8:1的球料比装入磨球,倒入100mL酒精,球磨48小时,取出后干燥,然后添加胶质成型剂聚乙二醇造粒得到颗粒状混合料,将所得混合料装入模具内压制成硬质合金毛坯;
[0293]③烧结
[0294]将步骤②制备的硬质合金毛坯置于密闭反应炉中并对反应炉抽真空,当反应炉内的压力为1 X 10 'Pa时开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至500°C时在该温度和抽真空条件下保温3小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1400°C,在该温度和抽真空条件下保温0.5小时,保温结束后停止抽真空,向反应炉内通入氩气至氩气压为4MPa并维持炉内温度在1400°C继续保温1小时,保温结束后随炉冷却至室温,即得基于含氮母合金粘结相的硬质合金。经过检测,该硬质合金的抗弯强度为4230MPa,维式硬度为1460,断裂韧性为21.0MPa.m1/20
[0295]实施例13
[0296]本实施例所制备的基于新型含氮母合金粘结相的硬质合金,其工艺步骤如下:
[0297](1)含氮母合金粘结相粉体的制备
[0298]①配料
[0299]按照所制备的硬质合金用含氮母合金粘结相的化学式和各组分的含量配料,称取336.13g三氧化二钴粉、48.42g 二氧化钛粉、9.70g三氧化钼粉、50g石墨粉、40.82g活性炭粉和 14.93g TaC 粉;
[0300]②混料和干燥
[0301]将配好的原料装入球磨罐中,按照6:1的球料比装入磨球,并向球磨罐加入600ml酒精,球磨24小时后于烘箱中70°C下干燥4小时,得到混合料;
[0302]③烧结
[0303]在开放式反应炉中烧结:
[0304]在推舟式可控气氛管式炉出气口开启的状态下加热反应炉并向反应炉中通入流动的氮气,当反应炉内烧结区域的温度升至1600°C时,将步骤(2)所得混合料连续送入反应炉的烧结区域在移动状态下保温烧结,混合料在烧结区域烧结0.5小时移动出烧结区域进入反应炉的冷却区域冷却至温度低于100°C出炉;
[0305]④破碎
[0306]将出炉后的产物通过球磨破碎并过300目筛,S卩制得Co-15 % (Ti0.9, Mo。.》(C0.1, N0.g) -5% TaC硬质合金用含氮母合金粘结相粉体;
[0307](2)硬质合金的制备
[0308]①配料
[0309]按以下原料及其质量百分比计量各原料:
[0310]分别称取90g WC粉、5g Co粉和5g由步骤(1)制得的含氮母合金粘结相粉体;
[0311]②混料、制粒和成型
[0312]将计量好的原料粉末装入球磨罐,按照8:1的球料比装入磨球,倒入100mL酒精,球磨48小时,取出后干燥,然后添加胶质成型剂聚乙二醇造粒得到颗粒状混合料,将所得混合料装入模具内压制成硬质合金毛坯;
[0313]③烧结
[0314]将步骤②制备的硬质合金毛坯置于密闭反应炉中并对反应炉抽真空,当反应炉内的压力为1 X 10 'Pa时开始加热并继续抽真空,当反应炉内温度升至600°C时在该温度和抽真空条件下保温3小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1400°C,在该温度和抽真空条件下保温0.5小时,保温结束后停止抽真空,向反应炉内通入氩气至氩气压为2MPa并维持炉内温度在1400°C继续保温1小时,保温结束后随炉冷却至室温,即得基于含氮母合金粘结相的硬质合金。经过检测,该硬质合金的抗弯强度为4160MPa,维式硬度为1560,断裂韧性为15.7MPa.m1/2。
[0315]对比例1
[0316]以实施例1制备的Co-15% (CrQ.s, VQ.2)2(CQ.5, Nq.5)硬质合金用含氮母合金粘结相用于制备硬质合金。
[0317]分别称取90g WC粉、5g Co粉和5g含氮母合金粉,其中含氮母合金的成分为Co-15% (Cr0.8, V0.2)2(C0.5, Να5),然后将上述计量好的原料粉末装入球磨罐,按照8:1的球料比装入磨球,倒入100mL酒精,球磨48小时得到混合料,将混合料干燥后添加胶质成型剂聚乙二醇并造粒,制得颗粒状物料;
[0318]称取一定重量的颗粒状物料装入模具内,压制成硬质合金毛坯,然后将其装入低压烧结炉中,抽真空至1X10 ta,当反应炉内温度升至600°C时在该温度和抽真空条件下保温2小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1400°C,在该温度和抽真空条件下保温1小时,保温结束后停止抽真空,向烧结炉内通入氩气至2MPa并维持炉内温度在1400°C继续保温0.5小时,保温结束后随炉冷却至室温,即制得基于含氮母合金粘结相的硬质合金。经检测,该硬质合金的抗弯强度为4350MPa,维式硬度为1610,断裂韧性为 16.3MPa.m1/20
[0319]对比例2
[0320]以多元复合碳氮化物(晶粒长大抑制剂)(CrQ.s,V0.2)2(C0.5, Να5)用于制备硬质合金
[0321]分别称取90g WC粉、9.25g Co粉和0.75g多元复合晶粒长大抑制剂粉,其中多元复合碳氮化物(晶粒长大抑制剂)的成分为(Cras,VQ.2)2(Ca5,Na5)(通过专利申请CN104046828A所述方法制备获取),然后将上述计量好的原料粉末装入球磨罐,按照8:1的球料比装入磨球,倒入100mL酒精,球磨48小时得到混合料,将混合料干燥后添加胶质成型剂聚乙二醇并造粒,制得颗粒状物料;
[0322]称取一定重量的颗粒状物料装入模具内,压制成硬质合金毛坯,然后将毛坯装入低压烧结炉中,抽真空至1X10 ta,当反应炉内温度升至600°C时在该温度和抽真空条件下保温2小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1400°C,在该温度和抽真空条件下保温1小时,保温结束后停止抽真空,向烧结炉内通入氩气至2MPa并维持炉内温度在1400°C继续保温0.5小时,保温结束后随炉冷却至室温,即制得含多元复合碳氮化物(晶粒长大抑制剂)的硬质合金。经过检测,该硬质合金的抗弯强度为3960MPa,维式硬度为1550,断裂韧性为13.2MPa.m1/2的。
[0323]对比例3
[0324]以抑制剂Cr3C2、VC组合用于制备硬质合金
[0325]分别称取90g WC粉、9.25g Co粉、0.59g Cr3C2粉和0.16g VC粉,然后将上述计量好的原料粉末装入球磨罐,按照8:1的球料比装入磨球,倒入lOOmL酒精,球磨48小时得到混合料,将混合料干燥后添加胶质成型剂聚乙二醇并造粒,制得颗粒状物料;
[0326]称取一定重量的颗粒状物料装入模具内,压制成硬质合金毛坯,然后将其装入低压烧结炉中,抽真空至1X10 ta,当反应炉内温度升至600°C时在该温度和抽真空条件下保温2小时脱除硬质合金毛坯中的胶质,然后在抽真空条件下升温至1400°C,在该温度和抽真空条件下保温1小时,保温结束后停止抽真空,向烧结炉内通入氩气至2MPa并维持炉内温度在1400°C继续继续保温0.5小时,保温结束后随炉冷却至室温,即制得得到含组合晶粒长大抑制剂的硬质合金。经过检测,该硬质合金的抗弯强度为3310MPa,维式硬度为1496,断裂韧性为 10.1MPa.m1/2。
[0327]从上述对比例可以看出,使用本发明所述含氮母合金粘结相制备硬质合金与使用多元复合碳氮化物(晶粒长大抑制剂)或组合使用晶粒长大抑制剂制备硬质合金相比,能够更好的提高硬质合金的综合机械性能。
【主权项】
1.一种基于含氮母合金粘结相的硬质合金,包括WC和粘接相,其特征在于所述粘接相通过含氮母合金粘结相或者含氮母合金粘结相和钴
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