采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及復合粉體制備技術，尤其涉及一種采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法。
【背景技術】
[0002]隨著對現代材料加工的要求越來越高，對高強硬度碳化鎢硬質合金刀具材料的需求迫在眉睫，而納米碳化鎢硬質合金能有效地解決了傳統碳化鎢硬質合金硬度與強度之間的矛盾，制備出“雙高”的刀具材料，當WC-Co硬質合金中WC硬質相的晶粒尺寸小于0.5μπι時，Co粘結相為納米級，此時不僅硬質合金的抗彎強度可增加一倍多，硬度也會有明顯增加。因此，納米WC-Co復合粉的制備成為超硬工具領域的研究熱點。CN201310411270.7公布了“一種納米WC-Co復合粉末的制備”，其在納米WC粉上化學鍍鈷，雖然得到均勻的金屬鍍鈷層，但工藝復雜，且在制備過程中反應物質過多，容易留有殘渣。CN201010152780.3公布了 “納米WC-Co復合粉制備方法”，它是在配方中直接加入可溶性碳源，且在碳化、調碳工序中通過調節混合氣體的氫碳比例精確控制碳含量，從而制得納米WC-Co復合粉，但過程難以控制，且成本較高。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法，通過這種制造方法獲得操作簡單易控、制作成本低、產品均勻分布復合效果好的WC-Co納米復合粉，使之具備理想的高強硬度性能。
[0004]為實現以上目的，本發明采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法的操作步驟如下:
步驟a:將納米WC粉和納米Co粉按質量比(90-94): (6_10)的比例配制，放入硬質合金球磨罐中；
步驟b:在球磨罐中，加入粉體總質量5-7%的無水乙醇作為球磨介質和相當于粉體總質量的30-50倍的硬質合金磨球；
步驟c:在球磨罐中進行氣氛處理，使之形成保護氣氛后開始球磨，球磨時間為24-48小時，球磨結束，靜置，待粉料和磨球充分冷卻后在手套箱中取出粉末，即制得均勻分布的WC-Co納米復合粉。
[0005]所述氣氛處理是在球磨罐中充入惰性氣體。
[0006]所述惰性氣體為氮氣或氬氣中的一種或兩者混合氣體。
[0007]所述氣氛處理是在球磨罐中抽真空。
[0008]本發明采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法具有以下特點:
1、球磨介質為無水乙醇，防止機械合金化過程中發生“冷焊”現象。
[0009]2、磨球為不同大小和比例的硬質合金球，以提高機械合金化的復合效果。
[0010]3、球磨罐是硬質合金材質，以降低機械合金化過程中球磨罐對粉體的污染。
[0011]4、球磨罐中充入的保護氣體為氮氣或氬氣，避免在機械合金化過程中粉體的氧化。
[0012]上述采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法可獲得均勾分布的WC-Co納米復合粉，從而滿足對硬質合金刀具材料高強度和高硬度的要求。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例對本發明采用機械合金化來制造WC-Co納米復合粉的方法作進一步詳細說明。
[0014]本發明采用機械合金化來制造WC-Co納米復合粉的方法，其具體步驟為:將納米WC粉和納米Co粉按質量比(90-94): (6-10)的比例配制，放入球磨罐中。在硬質合金球磨罐中，加入粉體總質量5-7%的球磨介質和30-50倍的磨球，在有氣氛保護或真空條件的硬質合金球磨罐中球磨24-48小時，球磨結束后，靜置，以使粉料和硬質合金磨球充分冷卻后在手套箱中取出粉末，即制得均勻分布的WC-Co納米復合粉。根據不同參數列舉以下三個實施例。
[0015]實例1:將納米WC粉和納米Co粉按質量比92:8的比例配制，放入球磨罐中。在硬質合金球磨罐中，加入粉體總質量6%的無水乙醇和40倍的磨球，在氮氣保護條件的硬質合金球磨罐中球磨32小時，球磨結束后，靜置，以使粉料和硬質合金磨球充分冷卻后在手套箱中取出粉末，即制得WC-Co納米復合粉。
[0016]實例2:將納米WC粉和納米Co粉按質量比90:10的比例配制，放入球磨罐中。在硬質合金球磨罐中，加入粉體總質量5%的無水乙醇和50倍的磨球，在氬氣保護條件的硬質合金球磨罐中球磨24小時，球磨結束后，靜置，以使粉料和硬質合金磨球充分冷卻后在手套箱中取出粉末，即制得WC-Co納米復合粉。
[0017]實例3:將納米WC粉和納米Co粉按質量比94:6的比例配制，放入球磨罐中。在硬質合金球磨罐中，加入粉體總質量7%的無水乙醇和40倍的磨球，在真空保護條件的硬質合金球磨罐中球磨48小時，球磨結束后，靜置，以使粉料和硬質合金磨球充分冷卻后在手套箱中取出粉末，即制得WC-Co納米復合粉。
[00! 8]以上二個實例中實例I可得到均勾的WC-Co納米復合粉，是最佳實施例。
【主權項】
1.一種采用機械合金化制造WC-C0納米復合粉的方法，其特征是:該方法的操作步驟如下: 步驟a:將納米WC粉和納米Co粉按質量比(90-94): (6_10)的比例配制，放入硬質合金球磨罐中； 步驟b:在球磨罐中，加入粉體總質量5-7%的無水乙醇作為球磨介質和相當于粉體總質量的30-50倍的硬質合金磨球； 步驟c:在球磨罐中進行氣氛處理，使之形成保護氣氛后開始球磨，球磨時間為24-48小時，球磨結束，靜置，待粉料和磨球充分冷卻后在手套箱中取出粉末，即制得均勻分布的WC-Co納米復合粉。2.根據權利要求1所述采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法，其特征是:所述氣氛處理是在球磨罐中充入惰性氣體。3.根據權利要求2所述采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法，其特征是:所述惰性氣體為氮氣或氬氣中的一種或兩者混合氣體。4.根據權利要求1所述采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法，其特征是:所述氣氛處理是在球磨罐中抽真空。5.根據權利要求1所述采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法，其特征是:所述磨球為不同大小的硬質合金球。
【專利摘要】本發明涉及一種采用機械合金化制造WC-Co納米復合粉的方法，它將納米WC粉和納米Co粉按（90-94）:（6-10）比例配好，加入相當于粉體總質量5-7%的無水乙醇作為球磨介質和相當于粉料總質量的30-50倍的硬質合金磨球，在有氣氛保護或真空條件的硬質合金球磨罐中球磨24-48小時，球磨結束后，靜置一段時間，以使粉料和硬質合金磨球充分冷卻后在手套箱中取出粉末，即可獲得成分分布均勻的WC-Co納米復合粉。
【IPC分類】B22F9/04
【公開號】CN105537599
【申請號】CN201510959694
【發明人】吳鵬, 溫德才
【申請人】龍巖學院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月21日