專利名稱：一種含釩的無磁硬質(zhì)合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金材料及其制備方法，特別涉及一種無磁硬質(zhì)合金及其制備 方法。
技術(shù)背景硬質(zhì)合金因為具有高強度、高硬度等特點，被譽為工業(yè)的牙齒，是一種應(yīng)用廣泛的 工具村料和耐磨材料。磁性材料生產(chǎn)行業(yè)中的硬質(zhì)合金模具材料要求其本身無磁性，如 采用普通碳化鎢-鈷硬質(zhì)合金則具有一定的磁性，將其作為模具材料，在生產(chǎn)過程中粘料 現(xiàn)象嚴重，不易脫模，壓制合格率低，生產(chǎn)成本高。且由于普通碳化鎢-鈷硬質(zhì)合金材料 易氧化、不耐腐蝕，其使用范圍受到很大限制。而現(xiàn)有技術(shù)中的無磁硬質(zhì)合金材料一般 采用碳化鎢、鈷、鉻、鉬作為基本組成， 一定程度上降低了硬質(zhì)合金模具材料的磁性， 但其強度和硬度均較低，如中國專利CN 03118356.5所公開的(無磁硬質(zhì)合金及其制作 方法)，其生產(chǎn)的無磁合金其硬度僅為80 86HRA，抗彎強度為2200N/mm2。因此，作 為模具材料用途的無磁硬質(zhì)合金材料的硬度和強度均需要進一步提高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決上述己有技術(shù)存在的問題，提供一種無磁硬質(zhì)合金，它具 有耐氧化、耐磨損、韌性好的優(yōu)點。本發(fā)明的另一目的是提供一種無磁硬質(zhì)合金的制備方法，它使所生產(chǎn)的無磁硬質(zhì)合 金達到上述要求。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種無磁硬質(zhì)合金，它以以碳化鉤為主要組分，其特征在于該合金的成份及重量 百分比為碳化鎢75% 90% 鎳粉8% 20% 碳化鉻0.5% 3.0% 碳化釩0.3% 2.5%。作為對本發(fā)明的進一步改進，所述的合金成份及重量百分比為碳化鉤80% 90%鎳粉8% 17%碳化鉻0.5% 2.0% 碳化釩0.3% 2.0%。作為對本發(fā)明的進一步改進，所述的合金成份及重量百分比為-碳化鴿89% 鎳粉10% 碳化鉻0.5% 碳化釩0.5%。本發(fā)明所述的無磁硬質(zhì)合金的制作方法，包括配料、濕磨、干燥、壓制、燒結(jié)、檢 驗等工序，其特征在于所述的在濕磨工序中采用無磁合金襯板濕磨機，加入酒精或丙 酮作為研磨介質(zhì)，采用無磁硬質(zhì)合金球作為研磨材料，球料比為5:1，固液比為350ml/Kg，濕磨時間為48 56小時。作為對本發(fā)明的進一步改進，所述的干燥采用真空干燥方式，干燥溫度為85 9(TC， 干燥時間為6 8小時，干燥后的物料用80 100目的篩網(wǎng)過篩，摻入成型劑，并制料， 然后壓制成型為所需形狀與尺寸的產(chǎn)品。作為對本發(fā)明的進一步改進，所述的燒結(jié)是在壓力燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，爐內(nèi)壓力控 制在3 5MPa，燒結(jié)溫度為1430 1460°C，保溫時間為30 60分鐘。作為對本發(fā)明的進一步改進，所述的壓力燒結(jié)爐內(nèi)所充入的氣體為高純氬氣。本發(fā)明的有益效果在于1、 本發(fā)明采用1.0 1.5um的細顆粒碳化鎢粉作為硬質(zhì)相，提高了合金的硬度與耐 磨性。2、 鎳作粘結(jié)劑并添加少量碳化鉻、碳化釩作為碳化鵒晶粒生長抑制劑，細化碳化鉤 晶粒，進一步提高合金的硬度，因此合金的耐磨性得到很大的提高，3、 采用壓力燒結(jié)技術(shù)，通過在液相燒結(jié)時通入一定壓力的高純氬氣，加速燒結(jié)過程 的致密化程度，有效降低合金的孔隙度，因而大大提高合金的強度。經(jīng)燒結(jié)后的成品性能達到以下指標 洛氏硬度286HRA 抗彎強度^3000N/mm2 密度13.60~14.60g/cm3。
具體實施方式
實施例1: 一種無磁硬質(zhì)合金，它以以碳化鎢為主要組分，該合金的成份及重量百分 比為碳化鎢粉90%，鎳粉8%，碳化鉻粉1.5%，碳化釩粉0.5%。上述無磁硬質(zhì)合金的制作方法，包括配料、濕磨、干燥、壓制、燒結(jié)、檢驗等工序，按比例稱取各原料，所配制混合料重量為150Kg，將配制好的混合料在180立升無磁硬 質(zhì)合金襯板濕磨機內(nèi)，采用無磁硬質(zhì)合金球作為研磨材料，以酒精作介質(zhì)進行濕磨，球 料比為5:1，液固比為350ml/kg，球磨機轉(zhuǎn)速為36r/min,研磨時間為48小時，將研磨 好的料漿進行真空干燥，干燥溫度為9(TC，干燥時間為8小時，干燥后的物料用100目 的篩網(wǎng)過篩，摻入成型劑，并制料，然后壓制成型為所需形狀與尺寸的制品。將壓制成 型后的制品進行壓力燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1430 1460°C，壓力為3MPa，壓力燒結(jié)爐內(nèi)所 充入的氣體為高純氬氣，保溫時間為30分鐘。所得產(chǎn)品的性能為硬度88.5HRA，抗彎 強度3050MPa，密度14.65g/cm3。實施例2: —種無磁硬質(zhì)合金，它以以碳化鎢為主要組分，該合金的成份及重量百分 比為碳化鎢粉85%，鎳粉13.2%，碳化鉻粉1.0%，碳化釩粉0.8%。上述無磁硬質(zhì)合金的制作方法，包括配料、濕磨、干燥、壓制、燒結(jié)、檢驗等工序， 按比例稱取各原料，所配制混合料重量為150Kg，將配制好的混合料在180立升無磁硬 質(zhì)合金襯板濕磨機內(nèi)，以酒精或丙酮作介質(zhì)進行濕磨，球料比為5 : 1，液固比為350ml/kg， 球磨機轉(zhuǎn)速為36r/min，研磨時間為48小時，將研磨好的料漿進行真空干燥，干燥溫度 為90。C，干燥時間為8小時，干燥后的物料用100目的篩網(wǎng)過篩，摻入成型劑，并制料， 然后壓制成型為所需形狀與尺寸的制品。將壓制成型后的制品進行壓力燒結(jié)，燒結(jié)溫度 為1430 1460°C，壓力為3MPa，壓力燒結(jié)爐內(nèi)所充入的氣體為高純氬氣，保溫時間為 30分鐘。所得產(chǎn)品的性能為硬度87.5HRA，抗彎強度3200MPa，密度14.20g/cm3。實施例3:一種無磁硬質(zhì)合金，它以以碳化鎢為主要組分，該合金的成份及重量百分比為碳 化鉤粉80%，鎳粉16.5%，碳化鉻粉2.0%，碳化釩粉1.5%。上述無磁硬質(zhì)合金的制作方法，包括配料、濕磨、干燥、壓制、燒結(jié)、檢驗等工序， 按比例稱取各原料，所配制混合料重量為150Kg，將配制好的混合料在180立升無磁硬 質(zhì)合金襯板濕磨機內(nèi)，以酒精或丙酮作介質(zhì)進行濕磨，球料比為5 : 1，液固比為350ml/kg，球磨機轉(zhuǎn)速為36r/min，研磨時間為48小時，將研磨好的料漿進行真空干燥，干燥溫度 為9(TC，干燥時間為8小時，干燥后的物料用100目的篩網(wǎng)過篩，摻入成型劑，并制料， 然后壓制成型為所需形狀與尺寸的制品。將壓制成型后的制品進行壓力燒結(jié)，燒結(jié)溫度 為1430 1460'C，壓力為3MPa，壓力燒結(jié)爐內(nèi)所充入的氣體為高純氬氣，保溫時間為 30分鐘。所得產(chǎn)品的性能為硬度85.5HRA，抗彎強度3250MPa，密度13.75g/cm3。實施例4:一種無磁硬質(zhì)合金，它以以碳化鎢為主要組分，該合金的成份及重量百分比為碳化鎢粉89%，鎳粉10%，碳化鉻粉0.5%,碳化釩粉0.5%。上述無磁硬質(zhì)合金的制作方法，包括配料、濕磨、干燥、壓制、燒結(jié)、檢驗等工序， 按比例稱取各原料，所配制混合料重量為150Kg，將配制好的混合料在180立升無磁硬 質(zhì)合金襯板濕磨機內(nèi)，以酒精或丙酮作介質(zhì)進行濕磨,球料比為5 : 1，液固比為350ml/kg， 球磨機轉(zhuǎn)速為36r/min，研磨時間為48小時，將研磨好的料漿進行真空干燥，干燥溫度 為90'C，干燥時間為8小時，干燥后的物料用IOO目的篩網(wǎng)過篩，摻入成型劑，并制料， 然后壓制成型為所需形狀與尺寸的制品。將壓制成型后的制品進行壓力燒結(jié)，燒結(jié)溫度 為1430 1460°C，壓力為3MPa，壓力燒結(jié)爐內(nèi)所充入的氣體為高純氬氣，保溫時間為 30分鐘。所得產(chǎn)品的性能為硬度88.0HRA，抗彎強度3100MPa，密度14.55g/cm3。本發(fā)明包含但不限于上述實施方式，只要采用了添加鎳、碳化鉻、碳化釩生產(chǎn)無磁 硬質(zhì)合金的方法，即屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種無磁硬質(zhì)合金，它以碳化鎢為主要組分，其特征在于該合金的成份及重量百分比為碳化鎢75％～90％鎳粉8％～20％碳化鉻0.5％～3.0％碳化釩0.3％～2.5％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磁硬質(zhì)合金，其特征在于所述的合金成份及重量百分 比為碳化鉤80% 90%鎳粉8% 17%碳化鉻0.5% 2.0% 碳化釩0.3% 2.00/0。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磁硬質(zhì)合金，其特征在于所述的合金成份及重量百分比為-碳化鎢89% 鎳粉10% 碳化鉻0.5% 碳化釩0.5%。
4、 一種無磁硬質(zhì)合金的制作方法，包括配料、濕磨、干燥、壓制、燒結(jié)、檢驗等工序，其特征在于所述的濕磨工序采用無磁合金襯板濕磨機，加入酒精或丙酮作為研磨介質(zhì)，采用無磁硬質(zhì)合金球作為研磨材料，球料比為5:1，固液比為350ml/Kg,濕磨時 間為48 56小時。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無磁硬質(zhì)合金的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的干燥采用 真空干燥方式，干燥溫度為85 90'C，干燥時間為6 8小時。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無磁硬質(zhì)合金的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的燒結(jié)是在 壓力燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，爐內(nèi)壓力控制在3 5MPa，燒結(jié)溫度為1430 M6(TC，保溫時 間為30 60分鐘。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的無磁硬質(zhì)合金的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的壓力燒結(jié) 爐內(nèi)所充入的氣體為高純氬氣。
全文摘要
一種無磁硬質(zhì)合金材料及其制備方法，該合金的成份及重量百分比為碳化鎢75％～90％，鎳粉8％～20％，碳化鉻0.5％～3.0％，碳化釩0.3％～2.5％。其制作方法包括配料、濕磨、干燥、壓制、燒結(jié)、檢驗等工序，濕磨工序采用無磁合金襯板濕磨機，加入酒精或丙酮作為研磨介質(zhì)，采用無磁硬質(zhì)合金球作為研磨材料，球料比為5∶1，固液比為350ml/Kg，濕磨時間為48～56小時，采用壓力燒結(jié)技術(shù)。本發(fā)明采用細顆粒碳化鎢粉(1.0～1.5um)作為硬質(zhì)相，提高了合金的硬度與耐磨性。鎳作粘結(jié)劑并添加少量碳化鉻、碳化釩作為碳化鎢晶粒生長抑制劑，細化碳化鎢晶粒，進一步提高合金的硬度和耐磨性，壓力燒結(jié)技術(shù)加強燒結(jié)過程的致密化程速度，有效降低合金的孔隙度，大大提高合金的強度。
文檔編號C22C29/06GK101265544SQ200810031230
公開日2008年9月17日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者明 陳 申請人:株洲精工硬質(zhì)合金有限公司