專利名稱：鎢鈷硬質合金的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種鎢鈷硬質合金的制備方法，特別是礦用鎢鈷硬質合金的制備方法。
背景技術：
目前，在鑿巖領域應用的一類硬質合金是鈷含量為(4～6)wt％的中粗晶粒鎢鈷合金。該類合金的制備方法一般包括將WC粉與Co粉經配料、濕磨、干燥、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑、燒結等步驟，其中WC粉的粒度范圍在(4～13)μm，Co含量范圍控制在(4～6)wt％，這樣生產出的合金，其硬度值為一般為(89.0～91.0)HRA，強度值一般為(1600～2400)MPa，沖擊韌性值一般為(2.5～3.5)J/cm2。該類合金的耐磨性極好，但韌性太低，因此，該合金的使用范圍受到限制，一般適用于f＝8級以下的煤礦等巖層。
發明內容
本發明旨在提供一種鎢鈷合金的制備方法，有效地協調其耐磨性和韌性，提高合金的綜合性能，擴大礦用合金的應用范圍，為鑿巖領域提供質優價廉的合金。
為了達到此目的，本發明的技術方案包括將WC粉與(4～6)wt％的Co粉經配料、濕磨、干燥、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑、燒結等步驟，配料時選用粗細兩種顆粒的WC粉，其中粗顆粒WC粉的粒度為(20～30)μm，細顆粒WC粉的粒度為(1.2～1.8)μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為60∶40～80∶20。
由于采用了WC晶粒非均勻結構，合金組織得到改善WC晶粒鄰接度減少，Co相分布更均勻，孔隙度降低，裂紋源大大減少。使得該合金的耐磨性和韌性都優于同鈷的粗晶粒合金，該合金的硬度值為(89.0～90.5)HRA，強度值為(1800～2600)MPa，沖擊韌性值為(3.0～4.0)J/cm2。由于該合金同時具有低鈷合金的高耐磨性和較高的韌性，故其應用范圍得到拓展，可用于f＝10級以下的巖層。
作為本發明的進一步改進，采用細鈷粉(1.0～1.5)μm比用普通鈷粉(2～3)μm的性能更佳，其韌性能提高5％左右，而添加(0.3～0.6)wt％的TaC后，其硬度(HRA)提高0.2～0.3，即其耐磨性也會得到增強。
具體實施例方式
實施例1將粗細兩種WC粉與6.0wt％的Co粉按一定要求配料，濕磨20～23小時后卸料，沉淀5～8小時，經干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結等步驟制成硬質合金。其中，在配料時粗顆粒WC粉的粒度為24.0μm，細顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為2.0μm。
實施例2將粗細兩種WC粉與5.0wt％的Co粉按一定要求配料，濕磨20～23小時后卸料，沉淀5～8小時，經干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結等步驟制成硬質合金。其中，在配料時粗顆粒WC粉的粒度為28.4μm，細顆粒WC粉的粒度為1.2μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為1.0μm。
實施例3將粗細兩種WC粉與4.0wt％的Co粉按一定要求配料，濕磨20～23小時后卸料，沉淀5～8小時，經干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結等步驟制成硬質合金。其中，在配料時粗顆粒WC粉的粒度為20.0μm，細顆粒WC粉的粒度為1.8μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為1.5μm。
實施例4將粗細兩種WC粉、6.0wt％的Co粉以及0.3wt％的TaC按一定要求配料，濕磨20～23小時后卸料，沉淀5～8小時，經干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結等步驟制成硬質合金。其中，在配料時粗顆粒WC粉的粒度為30.0μm，細顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為60∶40，Co粉粒度為2.6μm。
實施例5將粗細兩種WC粉與6.0wt％的Co粉按一定要求配料，濕磨20～23小時后卸料，沉淀5～8小時，經干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結等步驟制成硬質合金。其中，在配料時粗顆粒WC粉的粒度為24.0μm，細顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為80∶20，Co粉粒度為3.0μm。
實施例6將粗細兩種WC粉、5.0wt％的Co粉以及0.5wt％的TaC按一定要求配料，濕磨20～23小時后卸料，沉淀5～8小時，經干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結等步驟制成硬質合金。其中，在配料時粗顆粒WC粉的粒度為24.0μm，細顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為3.0μm。
實施例7將粗細兩種WC粉、4.0wt％的Co粉以及0.6wt％的TaC按一定要求配料，濕磨20～23小時后卸料，沉淀5～8小時，經干燥振篩、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑和在1450℃保溫50分鐘燒結等步驟制成硬質合金。其中，在配料時粗顆粒WC粉的粒度為24.0μm，細顆粒WC粉的粒度為1.4μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為70∶30，Co粉粒度為1.34μm。
表1列出了實施例1至7中配料時粉末的粒度及具體配比，表2提供了采用實施例1至7的方法制備的硬質合金的硬度、強度和沖擊韌性值。
表1
表2
權利要求
1.一種鎢鈷硬質合金的制備方法，包括將WC粉與(4～6)wt％的Co粉經配料、濕磨、干燥、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑、燒結等步驟，其特征在于配料時選用粗細兩種顆粒的WC粉，其中粗顆粒WC粉的粒度為(20～30)μm，細顆粒WC粉的粒度為(1.2～1.8)μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為60∶40～80∶20。
2.根據權利要求1所述的鎢鈷硬質合金的制備方法，其特征在于配料時選用(1.0～1.5)μm的Co粉。
3.根據權利要求1或者2所述的鎢鈷硬質合金的制備方法，其特征在于配料時添加(0.3～0.6)wt％的TaC。
全文摘要
本發明公開了一種鎢鈷硬質合金的制備方法，包括將WC粉與(4～6)wt％的Co粉經配料、濕磨、干燥、摻成形劑制粒、壓制成形、脫成型劑、燒結等步驟，配料時選用粗細兩種顆粒的WC粉，其中粗顆粒WC粉的粒度為(20～30)μm，細顆粒WC粉的粒度為(1.2～1.8)μm，粗顆粒WC粉與細顆粒WC粉之重量比為60∶40～80∶20。采用本發明方法可有效地協調硬質合金耐磨性和韌性，提高合金的綜合性能，擴大礦用合金的應用范圍。
文檔編號C22C1/04GK1554789SQ200310120819
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月29日 優先權日2003年12月29日
發明者許雄亮 申請人:株洲硬質合金集團有限公司