專利名稱：一種耐磨耐腐蝕硬質(zhì)合金材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硬質(zhì)合金材料技術(shù)領(lǐng)域。適合用作腐蝕介質(zhì)中特別是高溫(沸騰)腐蝕條件下機(jī)械密封摩擦付材料。
目前，機(jī)械密封普遍采用鎢鈷類(YG6牌號(hào))合金(成份比鎢94％，鈷6％見對比文件)。該合金硬度高耐磨性能好且最早應(yīng)用于機(jī)械密封。其缺點(diǎn)是此類合金耐腐蝕能力差，并且鎢鈷類合金粘結(jié)金屬是稀貴金屬一鈷，使得鎢鈷類合金成本大為提高，故在使用中受到一定限制。
隨著我國石油、化工業(yè)的迅速發(fā)展，機(jī)械密封的工況條件也越來越復(fù)雜，例如；對材料耐腐蝕、耐高溫、超高壓、超高速、防輻射以及在腐蝕介質(zhì)中的抗顆粒磨損等的要求，使一般硬質(zhì)合金難以完全適應(yīng)。
本發(fā)明的目的是采用現(xiàn)有合金的生產(chǎn)工藝方法，通過降低合金中粘結(jié)金屬的含量，選擇耐蝕金屬添加組元鎳等金屬來取代粘結(jié)金屬鈷，以使硬質(zhì)合金中稀貴金屬鈷的含量大幅度下降，從而實(shí)現(xiàn)在不降低原有物理—力學(xué)性能指標(biāo)的情況下，提高硬質(zhì)合金的耐蝕性能及降低材料成本的任務(wù)。
本發(fā)明由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種耐磨、耐腐蝕硬質(zhì)合金材料，其粘結(jié)金屬成份配比為鎳0.5～2.5％，鉻0.1～0.5％，鉬0.5～1％，鈷0.1～0.5％，其余為碳化鎢。
本發(fā)明采取粉沫冶金工藝制取成份配比0.5～2.5％鎳，0.1～0.5％鉻，0.5～1.0％鉬，0.1～0.5％鈷，其余為碳化鎢粉末。將上述成份的粉末原料進(jìn)行混合濕磨，球料比為3∶1；濕磨介質(zhì)酒精；濕磨時(shí)間72～96小時(shí)。濕磨后，采用真空干燥，干燥溫度80—120℃，成型前，加入橡膠成型劑。成型壓力1噸/cm2。成型后的毛坯在1450℃～1500℃溫度下，真空燒結(jié)1～2小時(shí)。真空度10-1～10-2乇。至此即可制取YCN3牌號(hào)的耐磨、耐腐蝕的硬質(zhì)合金材料。
試驗(yàn)和使用實(shí)踐表明YCN3硬質(zhì)合金材料與YG6鎢鈷合金相比具有以下顯著的特點(diǎn)①具有優(yōu)良的物理—力學(xué)性能YCN3合金具有優(yōu)良的物理—力學(xué)性能，其密度、硬度、耐磨性高于YG6合金，且具有較低的熱膨脹系數(shù)和良好的導(dǎo)熱性能，與同種材料對磨，摩擦系數(shù)低于YG6合金，其物理—力學(xué)性能見表(一)。
②抗腐蝕能力強(qiáng)YCN3牌號(hào)的合金具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，抗腐蝕能力強(qiáng)，在酸性介質(zhì)中(室溫)，其腐蝕量較之YG6鎢鈷合金平均降低一個(gè)數(shù)量級，在堿性介質(zhì)中，其腐蝕量為零，尤其在高溫(沸騰)腐蝕條件下，YCN3合金的抗腐蝕能力與YG6合金相比提高的幅度更大，見表(二)。
③節(jié)約稀貴金屬由于降低了合金中稀貴金屬鈷的含量使得合金材料成本大大降低。新型YCN3合金材料與原YG6合金材料性能與各項(xiàng)指標(biāo)的對比參見表一與表二表一為新舊硬質(zhì)合金材料YCN3與YG6物理一力學(xué)性能指標(biāo)對比。
表二為新舊合金材料YCN3與YG6耐腐蝕性能指標(biāo)的對比。
由于YCN3合金具有上述明顯的優(yōu)點(diǎn)故適用于制作在腐蝕介質(zhì)特別是高溫(沸騰)條件下機(jī)械密封摩擦付材料。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明以耐腐蝕的金屬碳化物一碳化鎢為主，添加適量的粘結(jié)金屬鎳、鉻、鉬、鈷。本實(shí)施例中各種成份的添加量(以100g為例)為鎳2.3g，鉻0.5g，鉬0.7g，鈷0.5g，其余為碳化鎢96g。以上成分均為金屬粉末，將各粉末原料在酒精中進(jìn)行混合濕磨(濕磨時(shí)間8.5小時(shí))，混合料漿過300目銅絲篩網(wǎng)，經(jīng)80°真空干燥，成型前加入橡膠成型劑，干燥過篩，用1噸/cm2的壓力成型，成型后的毛坯環(huán)在1450℃＋30℃，真空燒結(jié)爐中燒結(jié)2小時(shí)，成品尺寸為φ55×φ49×10(mm)。
YCN3合金經(jīng)過機(jī)械密封試驗(yàn)考核，其耐磨程度和密封性能均達(dá)到機(jī)械密封的設(shè)計(jì)要求。
表(一)合金物理—力學(xué)性能
表(二)合金耐腐蝕性能
權(quán)利要求
1.一種耐磨、耐腐蝕硬質(zhì)合金材料，其特征為粘結(jié)金屬成分配比為鎳0.5～2.5％，鉻0.1～0.5％，鉬0.5～1.0％，鈷0.1～0.5％，其余為碳化鎢。
全文摘要
本發(fā)明為一種耐磨、耐腐蝕硬質(zhì)合金材料，主要用于在腐蝕工況條件下機(jī)械密封摩擦副的制造。目前，機(jī)械密封副用材料均采用YG6硬質(zhì)合金，該合金材料存在耐蝕能力差，成本高等問題。本發(fā)明的主要成分為粘結(jié)金屬鎳0.5～2.5％，鉻0.1～0.5％，鉬0.5～1％，鈷0.1～0.5％，其余為碳化鎢。該合金與YG6合金材料相比，具有物理-力學(xué)性能好，耐蝕能力高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C29/08GK1118016SQ9411548
公開日1996年3月6日 申請日期1994年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月31日
發(fā)明者吳月天 申請人:北京硬質(zhì)合金廠