WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，所述的制備方法為在常溫下使用化學(xué)活化液對(duì)WC粉體進(jìn)行超聲活化預(yù)處理，使WC粉體表面具有較大的活性；然后將化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體置于稀土氧化物懸濁液中，超聲攪拌一定時(shí)間后，得到均勻包覆稀土氧化物的WC復(fù)合粉體；用包覆了稀土氧化物的WC粉體進(jìn)行化學(xué)鍍鈷，最后形成了一種WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末。本發(fā)明的制備方法可將稀土氧化物和Co均勻地逐層包覆在WC粉體的表層，解決了少量稀土氧化物和少量Co在混料中的均勻彌散性難以保證的問(wèn)題，為高性能硬質(zhì)合金的燒結(jié)制備奠定了基礎(chǔ)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】WC-稀土 -Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，尤其涉及一種WC-稀土 -Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于WC-Co (碳化鎢-鈷)類(lèi)硬質(zhì)合金比其它硬質(zhì)合金具有更高的硬度、韌性及優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性能，使之在金屬切削加工、礦山鉆探及耐磨零部件等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。Co在WC-Co中起著粘結(jié)劑的作用，提高合金的抗彎強(qiáng)度。
[0003]稀土對(duì)硬質(zhì)合金性能有明顯的改善作用。大量研究表明，在硬質(zhì)合金中添加稀土可以提高材料的機(jī)械性能，能使硬質(zhì)合金的硬度、強(qiáng)度、韌性都有較大的提高。
[0004]在傳統(tǒng)的稀土改性WC-Co硬質(zhì)合金粉末制備方法中，WC粉、Co粉和稀土氧化物采用球磨機(jī)械混合方法制得，這種方法存在耗時(shí)長(zhǎng)、容易引入雜質(zhì)等問(wèn)題，另外，少量的Co粉和稀土氧化物難以在WC粉中得到均勻混合，容易產(chǎn)生偏聚，使在粉末燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生局部晶粒異常長(zhǎng)大，降低了硬質(zhì)合金的綜合力學(xué)物理性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中稀土改性WC-Co硬質(zhì)合金粉末制備時(shí)Co和稀土氧化物在混料中易出現(xiàn)分散不均勻等問(wèn)題，提供一種新型WC-稀土 -Co逐層均勻包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法。該制備方法工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、效率高。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種WC-稀土 -Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，包括以下步驟:
[0008]步驟一:將WC粉體加入到化學(xué)活化液中，室溫下超聲攪拌處理15?30min ;靜止沉降后分離化學(xué)活化液，再用去離子水清洗化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體3次；
[0009]步驟二:將步驟一化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體加入到稀土氧化物懸濁液中，室溫下超聲攪拌處理I?2h ;靜止沉降后分離稀土懸濁液，再用去離子水清洗稀土包覆WC粉體，分離游離的稀土氧化物；
[0010]步驟三:將步驟二處理后的稀土包覆WC粉體加入到化學(xué)鍍液中，攪拌5?15min，先于60?80°C水浴鍋保溫，至有氣泡產(chǎn)生，轉(zhuǎn)入40?60°C超聲池進(jìn)行超聲攪拌鍍Co，反應(yīng)過(guò)程中有氣泡產(chǎn)生，待無(wú)氣泡產(chǎn)生化學(xué)鍍Co完畢，靜止沉降后分離化學(xué)鍍液，再用去離子水清洗粉體3次，將粉體放入60?80°C恒溫干燥箱干燥6h，即得WC-稀土 -Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末。
[0011]上述的制備方法中，用于超聲攪拌的超聲波頻率為40KHZ，超聲波功率為300?400W。
[0012]上述的制備方法中，所述的化學(xué)活化液包括下述成分:
[0013]40%氫氟酸(HF): 20 ?40ml/L;
[0014]氟化銨(NH4F): 2 ?4g/L。[0015]所述的化學(xué)活化液采用一定含量的40 %的氫氟酸(HF)和氟化銨(NH4F)的水溶液作為化學(xué)活化預(yù)處理的溶液組分。配制方法(以IL溶液為參考):先將2~4g氟化氨溶于0.5L去離子水中，待完全溶解后加入20~40ml氫氟酸，攪拌均勻后倒入去離子水至1L。將WC粉體置于化學(xué)活化液中進(jìn)行化學(xué)活化預(yù)處理，目的使WC表面產(chǎn)生較大的活性，有利于對(duì)稀土氧化物的吸附以及增強(qiáng)化學(xué)鍍Co時(shí)與Co的結(jié)合力。
[0016]上述的制備方法中，所述的WC粉體相對(duì)于化學(xué)活化液的裝載量為lg/10ml。
[0017]上述的制備方法中，所述的稀土懸濁液稀土氧化物濃度為I~10g/L。稀土懸濁液配置方法(以IL懸濁液為參考):稱(chēng)取I~IOg的稀土氧化物，倒入去離子水至1L，攪拌均勻。
[0018]上述的制備方法中，所述的稀土氧化物為氧化鈰、氧化鑭、氧化釔、氧化釹和氧化鐠的一種或多種。
[0019]上述的制備方法中，所述的稀土氧化物的粒徑為20~80nm。
[0020]上述的制備方法中，所述的化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體相對(duì)于稀土懸濁液的裝載量為1~10g/L。
[0021]上述的制備方法中，所述的化學(xué)鍍液配方如下:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種WC-稀土 -Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:將WC粉體加入到化學(xué)活化液中，室溫下超聲攪拌處理15~30min ;靜止沉降后分離化學(xué)活化液，再用去離子水清洗化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體3次； 步驟二:將步驟一化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體加入到稀土氧化物懸濁液中，室溫下超聲攪拌處理I~2h ;靜止沉降后分離稀土懸濁液，再用去離子水清洗稀土包覆WC粉體，分離游離的稀土氧化物； 步驟三:將步驟二處理后的稀土包覆WC粉體加入到化學(xué)鍍液中，攪拌5~15min，先于60~80°C水浴鍋保溫，至有氣泡產(chǎn)生，轉(zhuǎn)入40~60°C超聲池進(jìn)行超聲攪拌鍍Co，反應(yīng)過(guò)程中有氣泡產(chǎn)生，待無(wú)氣泡產(chǎn)生化學(xué)鍍Co完畢，靜止沉降后分離化學(xué)鍍液，再用去離子水清洗粉體3次，將粉體放入60~80°C恒溫干燥箱干燥6h，即得WC-稀土 -Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于用于超聲攪拌的超聲波頻率為40KHz，超聲波功率為300~400W。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于所述的化學(xué)活化液包括下述成分: 30-50%氫氟酸(HF):20 ~40ml/L ； 氟化銨(NH4F):2~4g/L;優(yōu)選的，所述的化學(xué)活化液不包括除水之外的其它組分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于WC粉體相對(duì)于化學(xué)活化液的裝載量為0.5-1.5g/10mlo
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于所述的稀土懸濁液稀土氧化物濃度為I~10g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于所述的稀土氧化物為氧化鈰、氧化鑭、氧化釔、氧化釹和氧化鐠中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述的WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于所述的稀土氧化物的粒徑為20~80nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體相對(duì)于稀土懸濁液的裝載量為lg/10ml。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WC-稀土-Co逐層包覆硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于所述的化學(xué)鍍液組分如下:
【文檔編號(hào)】B22F1/02GK103920875SQ201410184144
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】王金芳, 朱流, 涂志標(biāo), 薛飛 申請(qǐng)人:臺(tái)州學(xué)院