低粘結(jié)劑的耐磨的硬質(zhì)金屬的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] 和工業(yè)實(shí)用性
[0002] 本公開內(nèi)容涉及一種具有低粘結(jié)劑含量但具有高M(jìn)〇2C含量的WC基材料，所述材 料表現(xiàn)出高硬度和低摩擦系數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在一個(gè)實(shí)施方案中，低粘結(jié)劑的耐磨材料按重量百分比計(jì)包含：約15%-約20% 的碳化鉬，約〇. 9% -約3%的鈷、鎳或鈷與鎳的組合的合金，約0% -約0. 1 %的碳化鉻，和 余量的碳化鎢。這種新型材料具有高的耐磨性和耐腐蝕性。
[0004] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，低粘結(jié)劑的耐磨材料包含20%的碳化鉬和1. 8%的鈷。
[0005] 在又一個(gè)實(shí)施方案中，低粘結(jié)劑的耐磨材料包含0. 1%的碳化鉻。
[0006] 根據(jù)關(guān)于附圖的優(yōu)選實(shí)施方案的以下的發(fā)明詳述，本發(fā)明的這些和其它的目的、 特征、方面、優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在所述附圖中：
【附圖說明】
[0007] 圖1是所測(cè)試的兩種無粘結(jié)劑變體的耐磨性圖。
[0008] 圖2A示例表2的樣品15/0. 9的孔隙率。
[0009] 圖2B示例表2的樣品15/1. 8的孔隙率。
[0010] 圖2C示例表2的樣品20/0. 9的孔隙率。
[0011] 圖2D示例表2的樣品20/1. 8的孔隙率。
[0012] 圖3A-3E是表2的樣品15/0. 9中存在的顯微結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡圖像以及EDX圖。
[0013] 圖4A-4E是表2的樣品20/1. 8中存在的顯微結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡圖像以及EDX圖。
[0014] 圖5是兩種無粘結(jié)劑變體和樣品15/0. 9、20/0. 9、15/1. 8和20/1. 8的耐磨性圖。
[0015] 圖6示例具有Cr3C2的15/0. 9變體的孔隙率。
[0016] 圖7A-7E是沒有Cr3C2的樣品15/0. 9中存在的顯微結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡圖像以及 EDX圖。
[0017] 圖8是所測(cè)試的兩種變體的耐磨性圖。
[0018] 圖9是三種變體和等級(jí)20/1. 8 2之間的HV30圖。
[0019] 圖10是三種變體和等級(jí)20/1. 8 2之間的KIC圖。
[0020] 圖11A示例樣品19. 87/2. 4的孔隙率。
[0021] 圖11B示例樣品19. 75/3的孔隙率。
[0022] 圖11C示例樣品20/1. 8WC020的孔隙率。
[0023] 圖12是表8的變體的耐磨性圖。
[0024] 發(fā)明詳述
[0025] 在本文中，無粘結(jié)劑碳化鎢被定義為一種不具有任何金屬相例如鈷、鐵或鎳的碳 化鎢。由于沒有任何金屬相，其因此顯示出優(yōu)異的高的抗氧化性和高的抗腐蝕性，以及高硬 度和高導(dǎo)熱性。其也可以承受比常規(guī)硬質(zhì)合金高得多的溫度。然而，由于沒有任何低熔點(diǎn) 相，因此致密的無粘結(jié)劑碳化鎢的燒結(jié)是很困難的。具有低金屬相的碳化鎢可以用于制造 泵設(shè)備、用于鉆削復(fù)合材料的工具、拉絲模、耐磨墊、密封環(huán)，以及許多利用硬質(zhì)材料的其它 應(yīng)用。
[0026] 因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種組合物，該組合物提供了硬度（與孔隙率相 關(guān)）、斷裂韌性、耐磨性和壓制壓力之間的良好平衡。
[0027] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是一種低粘結(jié)劑的耐磨材料，其按原料的重量百分比計(jì)包 含：約15% -約20%的以元素或化合物形式添加的碳化鉬，約0. 9% -約3%的鈷、鎳或鈷 與鎳的組合的合金，約〇% -約〇. 1 %的碳化鉻，和余量的碳化鎢。任選地，該低粘結(jié)劑的耐 磨材料可包含例如碳化鈦和/或碳化鈦鎢的材料。
[0028] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是一種低粘結(jié)的耐磨材料，其按原料的重量百分比計(jì)包 含：約20%的以元素或化合物形式添加的鉬，約1. 8%的鈷的合金，約0% -約0. 1 %的碳化 鉻，和余量的碳化鎢。任選地，該低粘結(jié)劑的耐磨材料可包含例如碳化鈦和/或碳化鈦鎢的 材料。
[0029] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是一種低粘結(jié)劑的耐磨材料，其按原料重量百分比計(jì)包 含：約20%的以元素或化合物形式添加的鉬，約1. 8%的鎳的合金，約0% -約0. 1 %的碳化 鉻，和余量的碳化鎢。任選地，該低粘結(jié)劑的耐磨材料可包含例如碳化鈦和/或碳化鈦鎢的 材料。
[0030] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是一種低粘結(jié)劑的耐磨材料，其按原料重量百分比計(jì)包 含：約20%的以元素或化合物形式添加的鉬，約1.8%的鎳的合金，約0. 1%的碳化鉻，和余 量的碳化鎢。任選地，該低粘結(jié)劑的耐磨材料可包含例如碳化鈦和/或碳化鈦鎢的材料。
[0031] 另一個(gè)實(shí)施方案包括一種制備低粘結(jié)劑的耐磨材料的方法，該方法包括如下的步 驟：提供約15 % -約20 %的以元素或化合物形式添加的碳化鉬，提供約0. 9 % -約3 %的鈷、 鎳或鈷與鎳的組合的合金，提供約〇% -約〇. 1 %的碳化鉻，提供余量的碳化鎢，從而形成粉 末混合物（powderblend)，研磨該粉末混合物，干燥該粉末混合物，篩分該粉末混合物；壓 制該粉末混合物，并在氬氣氣氛中在約50巴的壓力下在約1450°C的溫度下燒結(jié)該粉末混 合物。
[0032] 上述方法的另一個(gè)實(shí)施方案包括提供碳化鈦的附加步驟。
[0033] 上述方法的另一個(gè)實(shí)施方案包括提供碳化鈦鎢的附加步驟。
[0034] 上述方法的另一個(gè)實(shí)施方案包括提供約20%的鉬和約1. 8%的鈷的附加步驟。
[0035] 上述方法的另一個(gè)實(shí)施方案包括提供約20%的鉬和約1. 8%的鎳的附加步驟。
[0036] 上述方法的另一實(shí)施方案包括提供約0. 1%的碳化鉻的附加步驟。
[0037] 具有低摩擦性和良好導(dǎo)熱性的耐磨等級(jí)被用于圓角工具和密封環(huán)的應(yīng)用領(lǐng)域。根 據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，Mo2C變體的組成示于表1中。
[0038]表1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低粘結(jié)劑的耐磨材料，所述耐磨材料按原料重量百分比計(jì)包含：約15% -約 20%的以元素或化合物形式添加的碳化鉬；約0. 9% -約3%的鈷、鎳或鈷與鎳的組合的合 金；約0% -約0. 1 %的碳化鉻，和余量的碳化鎢。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低粘結(jié)劑的耐磨材料，所述耐磨材料還包含碳化鈦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低粘結(jié)劑的耐磨材料，所述耐磨材料還包含碳化鈦鎢。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低粘結(jié)劑的耐磨材料，所述耐磨材料包含約20%的鉬和約 1.8 %的鈷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低粘結(jié)劑的耐磨材料，所述耐磨材料包含約20%的鉬和約 1. 8%的鎳。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低粘結(jié)劑的耐磨材料，所述耐磨材料包含0%的碳化鉻。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低粘結(jié)劑的磨材料，所述耐磨材料包含約0. 1 %的碳化鉻。
8. 包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的低粘結(jié)劑的耐磨材料的密封環(huán)、耐磨墊、拉絲?；驈?fù)合 鉆削應(yīng)用。
9.一種制備低粘結(jié)劑的耐磨材料的方法，所述方法包括如下的步驟：提供約15%-約 20%的以元素或化合物形式添加的碳化鉬，提供約0. 9-約3%的鈷、鎳或鈷與鎳的組合的 合金，提供約〇% -約〇. 1 %的碳化鉻，提供余量的碳化鎢，以形成粉末混合物； 研磨所述粉末混合物； 干燥所述粉末混合物； 篩分所述粉末混合物； 壓制所述粉末混合物；和 在氬氣氣氛中在約50巴的壓力下在從約1450°C的溫度下燒結(jié)所述粉末混合物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括提供碳化鈦的步驟。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括提供碳化鈦鎢的步驟。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括提供約20%的鉬和約1. 8%的鈷的步 驟。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括提供約20 %的鉬和約1. 8 %的鎳的步 驟。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括提供約0. 1 %的碳化鉻的步驟。
【專利摘要】本發(fā)明是一種低粘結(jié)劑的耐磨材料，其按原料的重量百分比計(jì)包含：15％-20％的以元素或化合物形式添加的碳化鉬，0.9％-3％的鈷、鎳或鈷與鎳的組合的合金，0％-0.1％的碳化鉻，以及任選的碳化鈦或碳化鈦鎢，和余量的碳化鎢。
【IPC分類】C04B35-56, C04B35-645, C22C29-08
【公開號(hào)】CN104755446
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380052263
【發(fā)明人】亞歷山大·希爾施, 安娜貝爾·梅揚(yáng), 斯特凡·埃德呂德, 馬里昂·富馬羅利, 亞爾瓦·耶哈德松
【申請(qǐng)人】山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年10月9日
【公告號(hào)】EP2906515A2, US20150259590, WO2014057358A2, WO2014057358A3, WO2014057358A8