專利名稱：使用晶粒生長抑制劑來制造碳化鎢/鈷系硬質(zhì)合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳化鎢/鈷系(WC/Co)硬質(zhì)合金的晶粒生長抑制劑的化學(xué)的添加方法，詳細地說，是涉及在作為硬質(zhì)合金主成份的WC和Co粉末制造的初期階段，化學(xué)地添加晶粒生長抑制劑的方法。
WC/Co系硬質(zhì)合金，一般是在碳化鎢那樣非常硬的金屬間化合物中，添加結(jié)合體鈷粉末，在此狀態(tài)下壓縮成形，在高溫下加熱后燒結(jié)，利用其作為刀頭或鉆頭等切削工具的材料。
上述WC/Co系硬質(zhì)合金的機械性能，其機械特性受結(jié)合金屬鈷相的量和碳化鎢晶粒的粒度及碳化鎢晶粒間距離影響。一般而言，碳化鎢晶粒越是微細，機械特性越增加。因此，在制造WC/Co系硬質(zhì)合金時，為抑制晶粒的生長，要添加晶粒生長抑制劑進行制造。
在現(xiàn)有的制造硬質(zhì)合金的方法中，為消除發(fā)生WC晶粒異常生長的問題，用球磨工序等機械方法將晶粒生長抑制劑VC、TaC、Cr碳化物添加到硬質(zhì)粉末中，但是要將粒子尺寸小的微?；螒B(tài)的微粒硬質(zhì)粉末和1.0μm程度尺寸的晶粒生長抑制劑均一混合，是困難的和有限度的。因此既使在混合后，晶粒生長抑制劑的分布也不均一，仍然具有燒結(jié)后部分WC晶粒非正常生長的問題。
因而，本發(fā)明所解決的技術(shù)課題，就在于提供一種WC/Co系硬質(zhì)合金的制造方法，為了消除上述問題，在粉末制造的初期階段，化學(xué)添加晶粒生長抑制劑VC、TaC、Cr碳化物，以分子狀態(tài)進行均一混合，籍此同時進行硬質(zhì)粉末的還原滲碳和晶粒生長抑制劑的還原滲碳，使得在工序單一化的同時，提高晶粒的微細化和均一度。
為完成上述技術(shù)課題，本發(fā)明由以下工序構(gòu)成，在現(xiàn)有的制造硬質(zhì)合金的方法的初始粉末制造工序中，在含作為硬質(zhì)合金主成分的W和Co水溶性鹽中，混合含晶粒生長抑制劑V、Ta、Cr成分的水溶性鹽。
以下參考附圖并通過實施例對本發(fā)明進行更為詳細的說明，在附圖中

圖1是顯示W(wǎng)C/Co系硬質(zhì)粉末的制造工序的圖。
圖2a是顯示本發(fā)明脫氯工序后的粉末的照片。
圖2b是WC/Co系硬質(zhì)粉末的照片。
圖3a是用作為現(xiàn)有技術(shù)的機械添加生長抑制劑的方法制造的硬質(zhì)合金的組織圖。
圖4是對用現(xiàn)有的添加方法和本發(fā)明的添加方法制造的硬質(zhì)合金制品的硬度進行比較的曲線圖。
圖5是對用現(xiàn)有的添加方法和本發(fā)明的添加方法的抗切強度進行比較的曲線圖。
本發(fā)明的構(gòu)成如下，在含鎢和鈷金屬成分的水溶性鹽偏鎢酸銨[(NH4)6(H2W12O40)·4H2O，AMT]和硝酸鈷[Co(NO3)2·6H2O]中，以適當?shù)谋壤旌暇ЯＩL抑制劑釩酸銨(AMV)和硝酸鉻、或氯化鉭，再用水溶解。
當然，要對混合的水溶性鹽等進行噴霧干燥以制造初始的粉末，所制造的初始粉末通過脫氯工序，為滲碳與碳化物混合粉碎的球磨工序，以及滲碳、還原工序，從而制造硬質(zhì)粉末。
以下對實施例進行敘述。
將含有W和Co金屬成分的水溶性鹽偏鎢酸銨[AMT，(NH4)6(H2W12O40)·4H2O]、硝酸鈷[Co(NO3)2·6H2O]和作為晶粒生長抑制劑使用的V水溶性鹽，按照最終成份為WC—10重量％Co—0.7重量％VC進行秤量，然后溶于水，制造成溶液。
使用開放型的噴霧干燥器，在保持200℃～300℃的吸入熱風溫度和100℃以上的排出熱風溫度的狀態(tài)下，將所制造的溶液進行噴霧、干燥，結(jié)果得到的初始粉末是分子尺寸的超微粒W、Co和晶粒生長抑制劑的金屬鹽成分等均一混合形成的球形粒子，粒度分布為20～50μm。
將上述的初始粉末在大氣氣氛中加熱到400℃，除去氯和殘存水份，生成凝集氧化鎢、氧化鈷和晶粒生長抑制劑V氧化物的氧化物復(fù)合物，可以確認結(jié)果為圖2a所示的形狀。將結(jié)束脫氯工序的氧化物復(fù)合粉末與炭黑混合后，利用回轉(zhuǎn)式球磨法在大氣中進行24小時球磨，結(jié)果可知氧化物粒子沒有相變、粒子粉碎、碳和氧化物的粉末均一混合。
球磨后的超微粒復(fù)合氧化物在800℃的非氧化性氣氛中熱處理24小時，此時，考慮氧化物的還原和經(jīng)受脫碳，再添加與化學(xué)量存值相比為1.5～2.0倍的炭黑的混合物。使用H2作為反應(yīng)氣體，用顯微鏡觀察所制造的WC/Co系硬質(zhì)粉末，結(jié)果可知如圖2b所示，碳化物平均粒子達到100nm。
此外，為比較涉及機械性能的晶粒生長抑制劑添加方法的效果，在圖3中對用本實施例的添加方法即化學(xué)方法實施的硬質(zhì)合金組織和用現(xiàn)有的機械添加方法制造的硬質(zhì)合金組織進行了比較。
由圖3的結(jié)果可知，用本發(fā)明添加方法得到的組織，可見到比機械方法時更均一微細的組織，可知WC連續(xù)維持了沒有初期生長的球形粒子的形態(tài)。造成這一情況的原因，是由于本發(fā)明的化學(xué)的添加方法使得在組織內(nèi)均一分布，從而在燒結(jié)階段有效地控制了WC的生長。
另外，對硬度作比較可以得到圖4所示的結(jié)果。由圖4可見，用本發(fā)明的化學(xué)方法添加和用機械方法添加相比，表現(xiàn)出了更高的硬度，這是由于在初期用化學(xué)方法添加晶粒生長抑制劑可使晶粒生長抑制劑均一分散在組織內(nèi)，抑制了WC的生長，使微細的WC晶粒均一分布。
另外，比較抗切強度后可得到圖5所示的結(jié)果。如圖5所示可知，本發(fā)明的添加方法與機械添加方法相比，具有優(yōu)良的抗切強度。
綜合上述內(nèi)容可知，采用本發(fā)明的化學(xué)方法添加晶粒生長抑制劑，與現(xiàn)有的機械添加方法相比構(gòu)成了更均勻的分布，在燒結(jié)階段有效地控制了WC的生長，并由此提高了機械性能。
本發(fā)明有以下效果通過制造晶粒生長抑制劑均一分散在硬質(zhì)粉末中的粉末，在燒結(jié)階段有效地抑制了WC的異常生長，從而使機械性能提高；而且通過使制造工序單一化，使WC/Co系硬質(zhì)合金的制造成本降低。
權(quán)利要求
1.WC/Co系硬質(zhì)合金的制造方法，由以下階段構(gòu)成將作為硬質(zhì)合金主成分的W和Co水溶性鹽混合，制造初期溶液，然后噴霧干燥，制造初始粉末的階段，加熱所制造的初始粉末以除去氯的脫氯階段，將脫氯的氧化粉末與碳化物混合的球磨工序，將混合的超微粒復(fù)合氧化物在非氧化性的氣氛中進行熱處理以制造復(fù)合硬質(zhì)粉末的還原、滲碳階段，所述方法的特征在于，在混合W和Co的水溶性鹽時，添加混合含晶粒生長抑制劑成分的水溶性鹽。
全文摘要
本發(fā)明涉及碳化鎢/鈷系硬質(zhì)合金的制造方法,該方法涉及在制造碳化鎢/鈷系硬質(zhì)合金的初期階段將W和Co的水溶性鹽進行混合時,添加含晶粒生長抑制劑V、Ta、Cr成分的水溶性鹽,以制造晶粒生長抑制劑均一分散的粉末,藉此在硬質(zhì)合金的制造工序的燒結(jié)階段中,有效控制WC的異常生長,從而制造提高了機械性能的碳化鎢/鈷系硬質(zhì)合金。
文檔編號B22F9/20GK1331352SQ0112431
公開日2002年1月16日 申請日期2001年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月19日
發(fā)明者金柄淇, 河國鉉, 禹鏞元 申請人:韓國機械研究院