專(zhuān)利名稱(chēng)：一種碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑性成形技術(shù)、粉末冶金技術(shù)和快速成形技術(shù)，具體是指一種低成本高性能碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的碳化鎢基硬質(zhì)合金材料，主要由基體碳化鎢和粘結(jié)相鈷組成，并主要采用預(yù)成形和輻射加熱燒結(jié)法進(jìn)行制備。由于鈷資源短缺，造成材料原成本價(jià)格偏高；輻射加熱燒結(jié)法時(shí)間長(zhǎng)、能源消耗大、燒結(jié)溫度較高，獲得的燒結(jié)材料的組織較粗大，燒結(jié)材料性能偏低；而且由于燒結(jié)過(guò)程中不存在燒結(jié)壓力，控制燒結(jié)材料的尺寸精度難度較大，從而在一定程度上限制了該類(lèi)材料的應(yīng)用。
Arenas F.J.等于2001年第19卷第4～6期《International Journal ofRefractory Metals&Hard Materials》上發(fā)表的文章“Densification，mechanicalproperties and wear behavior of WC-VC-Co-Al hardmetals”和李曉東等于2004年第14卷第1期《粉末冶金工業(yè)》上發(fā)表的文章“WC-(Co-Al)硬質(zhì)合金的研究”中嘗試性地提出采用資源豐富的鋁部分代替鈷，研究發(fā)現(xiàn)，鋁與鈷形成的Co2Al5、Co3Al等金屬間化合物可有助于抑制碳化鎢和粘結(jié)相鈷的晶粒長(zhǎng)大，從而理論上預(yù)測(cè)，燒結(jié)過(guò)程中生成的鈷-鋁金屬間化合物在一定程度上可改善燒結(jié)態(tài)碳化鎢合金的力學(xué)性能。然而由于在無(wú)壓燒結(jié)狀況下含鋁碳化鎢合金材料中易形成較多孔隙，碳化鎢合金的實(shí)際力學(xué)性能不僅沒(méi)有得到提高，相反卻有較大程度的削弱。因而，盡管選擇鋁部分替代鈷作為碳化鎢合金的粘結(jié)相，應(yīng)用前景非常廣闊，但要使其力學(xué)性能達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平，尚需通過(guò)深入摸索合金材料的成分配比和制備工藝，進(jìn)一步提高粘結(jié)相的力學(xué)性能和減少燒結(jié)合金材料的孔隙度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，采用資源豐富的鋁部分代替戰(zhàn)略資源鈷，提供一種低成本碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料。
本發(fā)明的目的還在于提供一種以鋁部分代替鈷的碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料的制備方法。通過(guò)合理的成分設(shè)計(jì)和先進(jìn)的制備工藝相結(jié)合，以利用電燒結(jié)過(guò)程時(shí)間短和燒結(jié)溫度相對(duì)較低以及燒結(jié)過(guò)程中鈷-鋁間形成的金屬間化合物可抑制碳化鎢晶粒的長(zhǎng)大等特點(diǎn)，細(xì)化燒結(jié)組織，獲得超細(xì)晶甚至納米晶材料，并利用燒結(jié)壓力進(jìn)一步提高燒結(jié)致密度，改善材料的綜合性能。另外，在保證材料較高性能的前提下，簡(jiǎn)化材料的制備工藝，從而進(jìn)一步降低材料的生產(chǎn)成本。
一種碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料，其特征在于該材料配比中以鋁部分代替鈷，組分及其質(zhì)量百分比含量如下WC 86～95％，Co 4～8％，Al1～3％，TiC 0～2％，VC 0～2％，其余為不可避免的微量雜質(zhì)。
上述這種碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟一碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末的成分設(shè)計(jì)將WC、Co、Al、TiC和VC粉末按下述質(zhì)量百分比用量進(jìn)行配比WC86～95％、Co4～8％、Al1～3％、TiC0～2％、VC0～2％，其余為不可避免的微量雜質(zhì)；步驟二高能球磨制備硬質(zhì)合金粉末按上述粉末原料質(zhì)量百分比用量分批投料預(yù)球磨，直至球磨粉末中WC粉末顆粒細(xì)化至亞微米或納米級(jí)，Co、Al相均勻分布，所有組分充分混合后再高能球磨至Co-Al相均勻包覆WC相；步驟三電流燒結(jié)球磨粉末采用電流快速燒結(jié)裝入電流燒結(jié)模具內(nèi)的球磨粉末，電流快速燒結(jié)工藝條件如下燒結(jié)電流類(lèi)型方波脈沖電流或/和恒流電流燒結(jié)壓力10MPa～50MPa；燒結(jié)時(shí)間2～8分鐘。
上述制備方法中分批投料預(yù)球磨的方式可以先對(duì)WC粉末進(jìn)行球磨，直至WC粉末顆粒細(xì)化至亞微米或納米級(jí)，再將Co和Al按配比混合后進(jìn)行球磨，直至球磨粉末中Co、Al相均勻分布，然后將WC、Co-Al以及TiC、VC按設(shè)計(jì)成分配比混合后進(jìn)行高能球磨至Co-Al相均勻包覆WC相；或先對(duì)WC粉末進(jìn)行球磨，直至WC粉末顆粒細(xì)化至亞微米或納米級(jí)，再將Co、Al、TiC和VC按配比混合后進(jìn)行球磨，直至球磨粉末中Co、Al相均勻分布，然后將上述兩種球磨粉末即WC和Co-Al-TiC-VC按成分配比混合后進(jìn)行高能球磨至Co-Al相均勻包覆WC相；或先將WC、TiC和VC粉末按配比混合后進(jìn)行球磨，直至WC粉末顆粒細(xì)化至亞微米或納米級(jí)，再將Co和Al按配比混合后進(jìn)行球磨，直至球磨粉末中Co、Al相均勻分布，將上述兩種球磨粉末即WC-TiC-VC和Co-Al按成分配比混合后進(jìn)行高能球磨至Co-Al相均勻包覆WC相。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用本發(fā)明技術(shù)制備的碳化鎢基硬質(zhì)合金實(shí)現(xiàn)了以鋁部分代鈷，較目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的同類(lèi)型碳化鎢基硬質(zhì)合金的鈷含量可降低約20～30％，因鋁價(jià)格遠(yuǎn)比鈷便宜，從而降低了硬質(zhì)合金的材料成本。
2、采用本發(fā)明的高能球磨工藝所制備的粉末，不僅具有納米(非)晶WC組織，粉末中Al相以納米級(jí)尺寸均勻分布于Co相中，而且Co-Al相能均勻包覆或分布于WC相的邊界處，為燒結(jié)時(shí)，在粘結(jié)相Co基體中形成Co-Al金屬間化合物和利用Co-Al金屬間化合物抑制WC長(zhǎng)大提供了可能。此外，納米尺度的TiC和/或VC相主要分布于WC相邊界處和Co-Al粘結(jié)相內(nèi)部，從而保證了在后續(xù)燒結(jié)過(guò)程中充分發(fā)揮TiC和/或VC相對(duì)WC晶粒生長(zhǎng)的抑制作用。
3、本發(fā)明采用的電流燒結(jié)技術(shù)，尤其是脈沖-恒流電流可在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵基粉末體的快速燒結(jié)致密成形。與傳統(tǒng)的輻射加熱燒結(jié)工藝相比，采用電流燒結(jié)方法不僅熱效率高、燒結(jié)溫度低、燒結(jié)時(shí)間短、燒結(jié)態(tài)組織更細(xì)小均勻、孔隙率低，而且燒結(jié)體的形狀尺寸精度易于控制，此外，粉末成形與燒結(jié)一體化，不需要預(yù)成形，材料制備工藝路線(xiàn)得以簡(jiǎn)化，可降低材料制備成本。
4、本發(fā)明制備的材料的綜合性能高于采用傳統(tǒng)輻射加法燒結(jié)方法制備的同類(lèi)合金，是一種較為理想的刀具用材料。
5、綜上本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)其性能達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用水平，有良好的推廣應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)如下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
實(shí)施例1步驟一碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末的成分設(shè)計(jì)合金成分WC94.5％，Co4.0％，Al1.0％，TiC0.5％，含有不可避免的微量雜質(zhì)。
WC原料采用藍(lán)鎢粉順氫還原碳化法生產(chǎn)的WC粉體，其平均顆粒直徑約3μm，晶粒約0.5～0.8μm；Co、Al以單質(zhì)形式加入，粉末平徑顆粒直徑約75μm，純度大于99.9％；TiC的顆粒直徑約2～3μm。
步驟二高能球磨制備硬質(zhì)合金粉末所有球磨過(guò)程均在行星式球磨機(jī)中完成，磨球材質(zhì)采用WC硬質(zhì)合金，球料比方10∶1，球磨速度為266r/min，并采用高純Ar氣作為保護(hù)氣氛。
先對(duì)WC粉末單獨(dú)球磨75小時(shí)，WC粉末顆粒達(dá)到納米級(jí)；再將Co和Al按配比混合后，裝入高能球磨機(jī)磨罐中球磨50小時(shí)，使Co、Al相均勻分布；然后將TiC粉末和預(yù)球磨過(guò)的WC粉末、Co-Al粉末按設(shè)計(jì)的成分進(jìn)行配比，最后裝入球磨機(jī)磨罐中再球磨50小時(shí)，使合金粉末中Co-Al相均勻包覆WC相。
步驟三電流燒結(jié)球磨粉末將20g球磨粉末裝入直徑為Φ20mm的陶瓷燒結(jié)模具中，通過(guò)先施加1分鐘的方波脈沖電流，再緊接著施加5分鐘恒流電流對(duì)粉末進(jìn)行快速燒結(jié)。其中，脈沖電流的峰值、基值、頻率和占空比分別為3000A、360A、50Hz和50％，恒流電流為1500A。在通電燒結(jié)整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)正負(fù)電極對(duì)粉末體施加30MPa燒結(jié)壓力。經(jīng)6分鐘燒結(jié)獲得的WC基硬質(zhì)合金材料的密度為14.6g/cm3，WC的晶粒尺寸約250nm，常溫硬度和抗彎強(qiáng)度分別為HRA95和1680MPa。
實(shí)施例2步驟一碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末的成分設(shè)計(jì)合金成分
WC90.5％，Co6.0％Al1.5％，TiC2.0％，含有不可避免的微量雜質(zhì)。
WC原料采用藍(lán)鎢粉順氫還原碳化法生產(chǎn)的WC粉體，其平均顆粒直徑約3μm，晶粒約0.5～0.8μm；Co、Al以單質(zhì)形式加入，粉末平徑顆粒直徑約75μm，純度大于99.9％；TiC的顆粒直徑約2～3μm。
步驟二高能球磨制備硬質(zhì)合金粉末所有球磨過(guò)程均在行星式球磨機(jī)中完成，磨球材質(zhì)采用WC硬質(zhì)合金，球料比為10∶1，球磨速度為266r/min，并采用高純Ar氣作為保護(hù)氣氛。
先對(duì)WC粉末單獨(dú)球磨75小時(shí)，WC粉末顆粒達(dá)到納米級(jí)；再將Co、Al、TiC按配比混合后，裝入高能球磨機(jī)磨罐中球磨50小時(shí)，使球磨粉末中Co、Al相均勻分布；然后將預(yù)球磨過(guò)的WC粉末、Co-Al-TiC粉末按設(shè)計(jì)的成分進(jìn)行配比混合，最后裝入球磨機(jī)磨罐中再球磨50小時(shí)，使合金粉末中Co-Al相均勻包覆WC相。
步驟三電流燒結(jié)球磨粉末將20g球磨粉末裝入直徑為Φ20mm的陶瓷燒結(jié)模具中，通過(guò)先施加2分鐘的方波脈沖電流，再緊接著施加6分鐘恒流電流對(duì)粉末進(jìn)行快速燒結(jié)。其中，脈沖電流的峰值、基值、頻率和占空比分別為3000A、360A、50Hz和50％，恒流電流為1500A。在通電燒結(jié)整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)正負(fù)電極對(duì)粉末體施加10MPa燒結(jié)壓力。經(jīng)8分鐘燒結(jié)獲得的WC基硬質(zhì)合金材料的密度為14.7g/cm3，WC的晶粒尺寸約300nm，常溫硬度和抗彎強(qiáng)度分別為HRA94和1840MPa。
實(shí)施例3步驟一碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末的成分設(shè)計(jì)合金成分WC88.5％，Co8.0％，Al2.0％，
TiC0.5％，VC1.0％，含有不可避免的微量雜質(zhì)。
WC原料采用藍(lán)鎢粉順氫還原碳化法生產(chǎn)的WC粉體，其平均顆粒直徑約3μm，晶粒約0.5～0.8μm；Co和Al單質(zhì)粉末的平徑顆粒直徑約75μm，純度大于99.9％；TiC和VC的顆粒直徑均約為2～3μm。
步驟二高能球磨制備硬質(zhì)合金粉末所有球磨過(guò)程均在行星式球磨機(jī)中完成，磨球材質(zhì)采用WC硬質(zhì)合金，球料比為10∶1，球磨速度為266r/min，并采用高純Ar氣作為保護(hù)氣氛。
先將TiC、VC和WC粉末按設(shè)計(jì)成分配比后混合，裝入高能球磨機(jī)磨罐中球磨球磨50小時(shí)，至WC粉末顆粒達(dá)到亞微米級(jí)；再將Co和Al按設(shè)計(jì)成分配比混合后，裝入高能球磨機(jī)磨罐中球磨50小時(shí)，使Co、Al相均勻分布；最后將WC-TiC-VC預(yù)球磨粉末和Co-Al預(yù)球磨粉末按設(shè)計(jì)的成分進(jìn)行配比混合后，裝入球磨機(jī)磨罐中球磨50小時(shí)，使合金粉末中Co-Al相均勻包覆WC相。
步驟三電流燒結(jié)球磨粉末將20g球磨粉末裝入直徑為Φ20mm的陶瓷燒結(jié)模具中，通過(guò)施加6分方波脈沖流電流對(duì)粉末進(jìn)行快速燒結(jié)。其中，方波脈沖電流的峰值、基值、頻率和占空比分別為3000A、360A、50Hz和50％。在通電燒結(jié)整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)正負(fù)電極對(duì)粉末體施加50MPa燒結(jié)壓力。經(jīng)6分鐘燒結(jié)獲得的WC基硬質(zhì)合金材料的密度為14.5g/cm3，WC的晶粒尺寸約200nm，常溫硬度和抗彎強(qiáng)度分別為HRA94和1550MPa。
實(shí)施例4步驟一碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末的成分設(shè)計(jì)合金成分WC86.5％，Co8.0％，Al3％，TiC0.5％，VC2.0％，
含有不可避免的微量雜質(zhì)。
WC原料采用藍(lán)鎢粉順氫還原碳化法生產(chǎn)的WC粉體，其平均顆粒直徑約3μm，晶粒約0.5～0.8μm；Co和Al單質(zhì)粉末的平徑顆粒直徑約75μm，純度大于99.9％；TiC和VC的顆粒直徑均約為2～3μm。
步驟二高能球磨制備硬質(zhì)合金粉末所有球磨過(guò)程均在行星式球磨機(jī)中完成，磨球材質(zhì)采用WC硬質(zhì)合金，球料比為10∶1，球磨速度為266r/min，并采用高純Ar氣作為保護(hù)氣氛。
先將TiC、VC和WC粉末按設(shè)計(jì)成分配比混合，裝入高能球磨機(jī)磨罐中球磨球磨50小時(shí)，至WC粉末顆粒達(dá)到亞微米級(jí)；再將Co和Al按設(shè)計(jì)成分配比混合，裝入高能球磨機(jī)磨罐中球磨50小時(shí)，使Co、Al相均勻分布；最后將WC-TiC-VC預(yù)球磨粉末和Co-Al預(yù)球磨粉末按設(shè)計(jì)的成分進(jìn)行配比混合，再裝入球磨機(jī)磨罐中球磨50小時(shí)，使合金粉末中Co-Al相均勻包覆WC相。
步驟三電流燒結(jié)球磨粉末將20g球磨粉末裝入直徑為Φ20mm的陶瓷燒結(jié)模具中，通過(guò)施加1600A恒流電流對(duì)粉末進(jìn)行快速燒結(jié)。在通電燒結(jié)整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)正負(fù)電極對(duì)粉末體施加30MPa燒結(jié)壓力。經(jīng)2分鐘燒結(jié)獲得的WC基硬質(zhì)合金材料的密度為14.4g/cm3，WC的晶粒尺寸約300nm，常溫硬度和抗彎強(qiáng)度分別為HRA92和1610MPa。
實(shí)施例5步驟一碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末的成分設(shè)計(jì)合金成分WC88.0％，Co8.0％，Al2.0％，TiC1.0％，VC1.0％，含有不可避免的微量雜質(zhì)。
WC原料采用藍(lán)鎢粉順氫還原碳化法生產(chǎn)的WC粉體，其平均顆粒直徑約3μm，晶粒約0.5～0.8μm；Co、Al以單質(zhì)形式加入，粉末平徑顆粒直徑約75μm，純度大于99.9％；TiC和VC的顆粒直徑均約為2～3μm。
步驟二高能球磨制備硬質(zhì)合金粉末所有球磨過(guò)程均在行星式球磨機(jī)中完成，磨球材質(zhì)采用WC硬質(zhì)合金，球料比為10∶1，球磨速度為266r/min，并采用高純Ar氣作為保護(hù)氣氛。
先對(duì)WC粉末單獨(dú)球磨50小時(shí)，WC粉末顆粒達(dá)到亞微米級(jí)；再將Co、Al、TiC和VC按配比混合后，裝入高能球磨機(jī)磨罐中球磨25小時(shí)，使Co、Al相均勻分布；然后將預(yù)球磨過(guò)的WC粉末、Co-Al-TiC-VC粉末按設(shè)計(jì)的成分進(jìn)行配比，最后裝入球磨機(jī)磨罐中再球磨50小時(shí)，使合金粉末中Co-Al相均勻包覆WC相。
步驟三電流燒結(jié)球磨粉末將20g球磨粉末裝入直徑為Φ20mm的陶瓷燒結(jié)模具中，通過(guò)先施加1分鐘的方波脈沖電流，再緊接著施加5分鐘恒流電流對(duì)粉末進(jìn)行快速燒結(jié)。其中，脈沖電流的峰值、基值、頻率和占空比分別為3000A、360A、50Hz和50％，恒流電流為1500A。在通電燒結(jié)整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)正負(fù)電極對(duì)粉末體施加30MPa燒結(jié)壓力。經(jīng)6分鐘燒結(jié)獲得的WC基硬質(zhì)合金材料的密度為14.5g/cm3，WC的晶粒尺寸約250nm，常溫硬度和抗彎強(qiáng)度分別為HRA93和1820MPa。
實(shí)施例6步驟一碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末的成分設(shè)計(jì)合金成分WC91.5％，Co6.0％，Al1.5％，VC1.0％，含有不可避免的微量雜質(zhì)。
WC原料采用藍(lán)鎢粉順氫還原碳化法生產(chǎn)的WC粉體，其平均顆粒直徑約3μm，晶粒約0.5～0.8μm；Co、Al以單質(zhì)形式加入，粉末平徑顆粒直徑約75μm，純度大于99.9％；VC的顆粒直徑均約為2～3μm。
步驟二高能球磨制備硬質(zhì)合金粉末所有球磨過(guò)程均在行星式球磨機(jī)中完成，磨球材質(zhì)采用WC硬質(zhì)合金，球料比為10∶1，球磨速度為266r/min，并采用高純Ar氣作為保護(hù)氣氛。
先對(duì)WC粉末單獨(dú)球磨50小時(shí)，WC粉末顆粒達(dá)到亞微米級(jí)；再將Co、Al和VC按配比混合后，裝入高能球磨機(jī)磨罐中球磨50小時(shí)，使Co、Al相均勻分布；然后將預(yù)球磨過(guò)的WC粉末、Co-Al-VC粉末按設(shè)計(jì)的成分進(jìn)行配比，最后裝入球磨機(jī)磨罐中再球磨50小時(shí)，使合金粉末中Co-Al相均勻包覆WC相。
步驟三電流燒結(jié)球磨粉末將20g球磨粉末裝入直徑為Φ20mm的陶瓷燒結(jié)模具中，通過(guò)先施加1分鐘的方波脈沖電流，再緊接著施加5分鐘恒流電流對(duì)粉末進(jìn)行快速燒結(jié)。其中，脈沖電流的峰值、基值、頻率和占空比分別為3000A、360A、50Hz和50％，恒流電流為1500A。在通電燒結(jié)整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)正負(fù)電極對(duì)粉末體施加30MPa燒結(jié)壓力。經(jīng)6分鐘燒結(jié)獲得的WC基硬質(zhì)合金材料的密度為14.6g/cm3，WC的晶粒尺寸約250nm，常溫硬度和抗彎強(qiáng)度分別為HRA94和1750MPa。
權(quán)利要求
1.一種碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料，其特征在于該材料配比中以鋁部分代替鈷，組分及其質(zhì)量百分比含量如下WC 86～95％，Co 4～8％，Al 1～3％，TiC 0～2％，VC 0～2％，其余為不可避免的微量雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟一碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末的成分設(shè)計(jì)將WC、Co、Al、TiC和VC粉末按下述質(zhì)量百分比用量進(jìn)行配比WC86～95％、Co 4～8％、Al 1～3％、TiC 0～2％、VC 0～2％，其余為不可避免的微量雜質(zhì)；步驟二高能球磨制備硬質(zhì)合金粉末按上述原料粉末質(zhì)量百分比用量分批投料預(yù)球磨，直至球磨粉末中WC粉末顆粒細(xì)化至亞微米或納米級(jí)，Co、Al相均勻分布，所有組分充分混合后再高能球磨至Co-Al相均勻包覆WC相；步驟三電流燒結(jié)球磨粉末采用電流快速燒結(jié)裝入電流燒結(jié)模具內(nèi)的球磨粉末，電流快速燒結(jié)工藝條件如下燒結(jié)電流類(lèi)型方波脈沖電流或/和恒流電流燒結(jié)壓力10MPa～50MPa；燒結(jié)時(shí)間2～8分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料的制備方法，其特征在于該方法中分批投料預(yù)球磨是指先對(duì)WC粉末進(jìn)行球磨，直至WC粉末顆粒細(xì)化至亞微米或納米級(jí)，再將Co和Al按配比混合后進(jìn)行球磨，直至球磨粉末中Co、Al相均勻分布，然后將WC、Co-Al以及TiC、VC按設(shè)計(jì)成分配比混合后進(jìn)行高能球磨至Co-Al相均勻包覆WC相。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料的制備方法，其特征在于該方法中分批投料預(yù)球磨是指先對(duì)WC粉末進(jìn)行球磨，直至WC粉末顆粒細(xì)化至亞微米或納米級(jí)，再將Co、Al、TiC和VC按配比混合后進(jìn)行球磨，直至球磨粉末中Co、Al相均勻分布，然后將上述兩種球磨粉末即WC和Co-Al-TiC-VC按成分配比混合后進(jìn)行高能球磨至Co-Al相均勻包覆WC相。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料的制備方法，其特征在于該方法中分批投料預(yù)球磨是指先將WC、TiC和VC粉末按配比混合后進(jìn)行球磨，直至WC粉末顆粒細(xì)化至亞微米或納米級(jí)，再將Co和Al按配比混合后進(jìn)行球磨，直至球磨粉末中Co、Al相均勻分布，將上述兩種球磨粉末即WC-TiC-VC和Co-Al按成分配比混合后進(jìn)行高能球磨至Co-Al相均勻包覆WC相。
全文摘要
本發(fā)明涉及塑性成形技術(shù)、粉末冶金技術(shù)和快速成形技術(shù)，提供一種碳化鎢基硬質(zhì)合金粉末冶金材料及其制備方法。該材料配比中以鋁部分代替鈷，組分及其質(zhì)量百分比含量如下WC 86～95％，Co 4～8％，Al 1～3％，TiC 0～2％，VC 0～2％。其制備方法是首先按上述原料粉末用量分批投料預(yù)球磨，直至球磨粉末中WC粉末顆粒細(xì)化至亞微米或納米級(jí)，Co、Al相均勻分布，所有組分充分混合后再高能球磨至Co－Al相均勻包覆WC相；然后采用電流快速燒結(jié)法成形固結(jié)球磨粉末。本發(fā)明不僅可以節(jié)約戰(zhàn)略資源鈷和降低材料成本，而且該材料還達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用水平，有良好的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B22F1/00GK1803347SQ200610033110
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者李元元, 李小強(qiáng), 龍雁, 邵明, 陳維平 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)