專利名稱：一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金制造技術(shù)領(lǐng) 域，特別是一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)國際鎢礦山研討會專家分析，目前國家鎢儲備較多的只有美、俄、中三國。由于鎢仍是軍火工業(yè)、航天工業(yè)不可缺少的戰(zhàn)略金屬。前述三國近幾年來出庫不少，至今仍有一定的儲備，但儲備均已降到低點。隨著世界鎢精礦產(chǎn)量逐年下降，存貨逐漸干涸，在沒有更多儲備拋售的情況下，世界鎢業(yè)將面臨嚴(yán)峻可怕的原鎢短缺。中國是世界上鎢資源最豐富的國家，也是世界上最大的鎢生產(chǎn)國和出口國。進(jìn)入 90年代，中國礦山鎢產(chǎn)量已占世界礦山鎢產(chǎn)量的60%以上，近年已達(dá)到80%左右；鎢產(chǎn)品出口量占世界鎢消耗量的40%以上。隨著鎢生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，中國的鎢資源儲量日見消減，其中以黑鎢資源最為明顯。硬質(zhì)合金發(fā)明以來，一直以碳化鎢為主要原材料。面臨鎢資源的日益短缺，以其他物質(zhì)取代或部分取代碳化鎢無疑對緩解資源的短缺起到巨大作用，但目前使用其它金屬碳化物等物質(zhì)作為碳化鎢的替代品卻存在硬質(zhì)合金各項性能指標(biāo)下降、合金基體抗氧化性和抗蝕性差、生產(chǎn)成本高等諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有使用碳化鎢替代品存在硬質(zhì)合金各項性能指標(biāo)下降、合金基體抗氧化性和抗蝕性差、生產(chǎn)成本高等技術(shù)問題，以提供具有產(chǎn)成品硬質(zhì)合金材料硬度高、 耐磨和耐腐蝕性好、碳化鎢消耗量低和性價比高的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦_碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金及其制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦_碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金，含有如下重量比的成分
Ti 17. 24 %-43. 65 % Ni 2. 23 %-9. 68 % Co 5. 23 %-10. 51 % W 27. 37 %-57. 62 % C 10. 27%-13. 87 %。本發(fā)明的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦_碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金的制備方法， 包括如下步驟a)取按質(zhì)量百分比計的組分鎳粉5-8%、鈷粉5-8%、碳化鈦粉30-40%、添加劑1%、碳化鎢粉余量，將前述組分混合物加入球磨機(jī)中濕磨至粉末粒度為1-2 μ m，得混合料漿；其中添加劑為Cr3C2或TaC ；
b)將上述混合料漿過濾、干燥后加入橡膠溶液，攪拌均勻后在90-110°C下真空干燥 15-25分鐘后過80目篩得混合物，將該混合物投入模具中于100-200MPa壓力下成型，然后置于真空度l_5Pa，溫度為1350°C _1410°C的條件下保溫1_2小時得成品。本發(fā)明的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金的制備方法， 其中所述步驟a)中鎳粉的粒徑為1-2 μ m,鈷粉的粒徑為1-2 μ m,碳化鈦粉和碳化鎢粉的粒徑為1-2 μ m，，碳化鈦總碳含量為17. 2-17. 8wt%，碳化鎢總碳含量為5. 90-5. 94wt%。本發(fā)明的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金的制備方法， 其中所述步驟a)中混磨所用的溶劑為無水乙醇，其添加量為每千克組分混合物添加無水乙醇 300-400ml。本發(fā)明的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦_碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金的制備方法， 其中所述步驟b)中橡膠溶液的添加量為混合料漿總質(zhì)量的0. 8-1. 0wt%。本發(fā)明一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金及其制備方法的有益效果
1.本發(fā)明以碳化鈦部分取代碳化鎢，既保有原來硬質(zhì)合金各項使用性能，又減少鎢的使用，同時降低生產(chǎn)成本。2.本發(fā)明采用Ni、Co為粘結(jié)劑，對合金基體具有良好的潤濕性，比單一 Co粘結(jié)劑有更好的抗氧化性和抗蝕性。3.本發(fā)明制備的合金材料硬度高，耐磨性、耐腐蝕性好，戰(zhàn)略資源消耗低，孔隙度低且性價比高，可用于石油行業(yè)球閥、密封環(huán)的基體材料。
具體實施例方式本發(fā)明的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金及其制備方法，通過如下實施方式予以進(jìn)一步說明。取按質(zhì)量百分比計的組分鎳粉5-8%、鈷粉5-8%、碳化鈦粉30-40%、添加劑Cr3C2 或TaC 1%，余量為碳化鎢粉，將鎳粉、鈷粉、碳化鈦粉和碳化鎢粉加入可傾式球磨機(jī)中，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為240r/min，球磨球為直徑IOmm的WC_6wt%Co硬質(zhì)合金球磨球，球料比為5:1，球磨時間為56h，濕磨所用溶劑為無水乙醇，濕磨至粉末粒度為1-2 μ m得混合漿料。之后，將上述混合料漿過濾、干燥后加入原料總質(zhì)量0. 8-1. 0%的SD橡膠溶液，拌均勻后在90-110°C下真空干燥15-25分鐘后過80目篩得混合物，將所述混合物投入模具中于100-200MPa壓力下成型，然后置于真空度l_5Pa，溫度為1350°C -1410°C的條件下保溫 1-2小時得成品。具體實施時無水乙醇的添加量為每千克粉料添加300_400ml ；所用碳化鈦粉和碳化鎢粉的粒徑為1-2 μ m。鈷粉的粒徑為1-2 μ m，鎳粉的粒徑為1_2 μ m。碳化鈦總碳含量為 17. 2-17. 8wt%，碳化鎢總碳含量為 5. 90-5. 94wt%。根據(jù)上述成分和工藝制備的碳化鈦_碳化鎢基硬質(zhì)合金組織均勻，其晶粒大小約為0. 8-1. 2 μ m，抗彎強(qiáng)度彡1600Mpa，硬度彡90. 5HRA，在產(chǎn)成品上任取5點，得到各成分比
例如下表。
權(quán)利要求
1. 一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金，其特征在于含有如下重量比的成分Ti17. 24 %-43. 65 %Ni2. 23 %-9. 68 %Co5. 23 %-10. 51 %W27. 37 %-57. 62 %C10. 27%-13. 87 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于包括如下步驟a)取按質(zhì)量百分比計的組分鎳粉5-8%、鈷粉5-8%、碳化鈦粉30-40%、添加劑1%、碳化鎢粉余量，將前述組分混合物加入球磨機(jī)中濕磨至粉末粒度為1-2 μ m，得混合料漿；其中添加劑為Cr3C2或TaC ；b)將上述混合料漿過濾、干燥后加入橡膠溶液，攪拌均勻后在90-110°C下真空干燥 15-25分鐘后過80目篩得混合物，將該混合物投入模具中于100-200MI^壓力下成型，然后置于真空度l_5Pa，溫度為1350°C _1410°C的條件下保溫1_2小時得成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于所述步驟a)中鎳粉的粒徑為1-2 μ m，鈷粉的粒徑為1-2 μ m，碳化鈦粉和碳化鎢粉的粒徑為1-2 μ m,，碳化鈦總碳含量為17. 2-17. 8wt%,碳化鎢總碳含量為 5. 90-5. 94wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于所述步驟a)中混磨所用的溶劑為無水乙醇，其添加量為每千克組分混合物添加無水乙醇300-400ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于所述步驟b)中橡膠溶液的添加量為混合料漿總質(zhì)量的 0. 8-1. 0wt%o
全文摘要
本發(fā)明的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金及其制備方法，涉及合金制造技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決現(xiàn)有使用碳化鎢替代品存在硬質(zhì)合金各項性能指標(biāo)下降、合金基體抗氧化性和抗蝕性差、生產(chǎn)成本高等技術(shù)問題。本發(fā)明的一種以鈷鎳為粘結(jié)相的碳化鈦-碳化鎢基體輕質(zhì)硬質(zhì)合金，含有如下重量比的成分Ti17.24%-43.65%；Ni2.23%-9.68%；Co5.23%-10.51%；W27.37%-57.62%；C10.27%-13.87%。
文檔編號C22C29/06GK102367535SQ20111025685
公開日2012年3月7日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者史戀濤, 蘇華, 陳光軍 申請人:四川科力特硬質(zhì)合金股份有限公司