專利名稱：：碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金及其零件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金及由所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金制得的零件。
背景技術(shù)：
：目前的硬質(zhì)合金大都是以WC為硬質(zhì)相，Co作為粘結(jié)相進行生產(chǎn)加工，然而在高溫耐磨損耐腐蝕工況條件下，WC很容易被氧化，所以傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金工作溫度一般在500°C以下。傳統(tǒng)的WC-Co硬質(zhì)合金的制備工藝包括鎢粉碳化、濕磨、干燥造粒、壓制成型和燒結(jié)等步驟。碳化鉻鎳鉻是一種具備高溫抗氧化、耐磨耐腐蝕的產(chǎn)品，但是常規(guī)的碳化鉻鎳鉻通常利用金屬合金混合粉形成的漿料通過噴霧干燥的方法加工為粉末，由此生產(chǎn)的碳化鉻鎳鉻粉末致密度不高，孔隙率較大，從而相對密度較低，通常在5565%之間。即使是通過特殊處理的粉末，其相對密度也只能達到80%左右，因而硬度和耐磨性有限，僅僅用于噴涂。但是，在某些工礦條件下，需要硬質(zhì)合金產(chǎn)品能在80(TC以上工作，同時具備耐磨耐腐蝕性能，而目前傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金都不能滿足此需求。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種相對密度85%以上，優(yōu)選為90%以上、工作溫度在80(TC以上、抗氧化性優(yōu)異的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金，所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金可在高溫耐磨工礦條件下使用。本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金通過將碳化鉻作為硬質(zhì)相和鎳鉻合金作為粘結(jié)相經(jīng)混合、造粒、壓制后燒結(jié)而成。基于所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的總量，所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的組成由大于等于50%且小于100%的碳化鉻硬質(zhì)相，以及大于0%且小于等于50%的鎳鉻合金粘結(jié)相組成。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的組成為323%的碳元素、265%的鎳元素，余量為鉻元素，各元素百分比之和等于百分之百。優(yōu)選地，本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的組成為614%的碳元素、550%的鎳元素，余量為鉻元素，各元素百分比之和等于百分之百。本發(fā)明還提供了由上述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金制成的零件。同時，本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金可以粉末狀使用。本發(fā)明還提供了上述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金在80(TC以上的高溫工況條件下的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金，采用碳化鉻為硬質(zhì)相，鎳鉻合金相作為高溫粘結(jié)相進行壓制成型、燒結(jié)而制備出一種新型碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金。這種硬質(zhì)合金相比傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金來講，工作溫度可達800°C以上，具備優(yōu)異的抗氧化性能。其次，這種新型的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金相比傳統(tǒng)的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金噴涂粉末來說，致密度較高，相對密度可高達85%以上，孔隙率較低，具有較高的硬度。因而，本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金具備良好的耐磨耐腐蝕性能，可在高溫耐磨耐腐蝕工況條件下使用，且其生產(chǎn)方法簡單可操作，使用前景廣闊，經(jīng)濟效益顯著。圖1是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金重量隨溫度升高的失重圖。具體實施例方式以下更具體地說明本發(fā)明。本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金包括碳化鉻硬質(zhì)相和鎳鉻合金粘結(jié)相；基于所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的總量，碳化鉻硬質(zhì)相含量為大于等于50%且小于100%，鎳鉻合金粘結(jié)相含量為大于0%且小于等于50%。隨著碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金內(nèi)碳化鉻含量增大，碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的抗氧化性增強，且耐磨耐腐蝕性能增強。鎳鉻合金的加入使得碳化鉻與鎳鉻合金形成均質(zhì)化程度高、質(zhì)地均勻的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金。但隨著鎳鉻合金含量的減少，產(chǎn)品的韌性降低，因而需要找到兩者適宜的比例，使所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的抗高溫性、耐磨耐腐蝕性達到最佳值。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金包括323%的碳元素、265%的鎳元素，余量為鉻元素，各元素百分比之和等于百分之百；優(yōu)選包括614%的碳元素、550%的鎳元素，余量為鉻元素。常規(guī)的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金噴涂粉通過將各合金粉組分混合后在粘結(jié)劑中制成漿料、通過噴霧造粒再經(jīng)燒結(jié)后制備。經(jīng)此方法制得的合金噴涂粉結(jié)構(gòu)疏松、孔隙率大、相對密度較低，因而硬度較低。本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金可通過團聚造粒、壓制成型和真空燒結(jié)等過程制得。具體地，本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的制作過程包括將碳化鉻、鎳鉻合金粉按預(yù)定比例球磨混合，球磨時間為1小時以上；將所得混合合金粉經(jīng)團聚造粒；隨后用模具將合金粒料模壓成型形成生坯；所得生坯經(jīng)真空燒結(jié)后制成硬質(zhì)合金，燒結(jié)溫度為110(TC140(TC，保溫時間為l小時以上。由上述成型過程形成的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金具有的結(jié)構(gòu)致密性高、孔隙率低，從而賦予碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金以85%以上的相對密度及較高的硬度，從而使其具有良好的抗氧化性和耐磨耐腐蝕性。文中，所稱"相對密度"是指實際測得的密度值與按成分計算的理論密度值相比得到的百分比。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金可壓制燒結(jié)形成零件制品，并以零件制品在高溫耐磨耐腐蝕工況條件下使用。以下結(jié)合實施例更具體地說明本發(fā)明。實施例如以下表1中所歹1」，將03(:2:Ni:Cr的質(zhì)量比為15:4:l的3iim左右的碳化鉻粉末(CrA-l，長沙瑯峰金屬材料有限公司)、鎳金屬粉末(QJ緒i，丹陽市求精合金鋼有限公司)和鉻金屬粉末(優(yōu)質(zhì)超細(xì)鉻粉，佛上市鑫鎂金屬粉末有限公司)加入球磨機中球磨混合24小時。然后，將混合后的合金粉末轉(zhuǎn)移至可傾式制粒機(100L，湘潭新創(chuàng)粉末冶金設(shè)備有限公司)中進行團聚造粒。所制得的合金顆粒用多工位旋轉(zhuǎn)式粉末壓機(YD-12T)壓制形成生坯，并把所得生坯轉(zhuǎn)移至燒結(jié)爐中進行真空燒結(jié)，在5小時內(nèi)將燒結(jié)爐溫度由室溫升至128(TC，并保溫1小時，由此制得碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金，并測定其相對密度，測定結(jié)果示于以下表l中。對比例如以下表1中所歹lJ，將Cr^:Ni:Cr的質(zhì)量比為15:4:l的3iim左右的碳化鉻粉末(CrA-l，長沙瑯峰金屬材料有限公司)、鎳金屬粉末(QJ緒i，丹陽市求精合金鋼有限公司)和鉻金屬粉末(優(yōu)質(zhì)超細(xì)鉻粉，佛上市鑫鎂金屬粉末有限公司)加入球磨機中球磨混合24小時。然后，將混合后的合金粉末與聚乙烯醇和水?dāng)嚢璩蓾{料，并轉(zhuǎn)移至噴霧干燥器中進行離心噴霧干燥制成顆粒。所制得的合金顆粒再轉(zhuǎn)移至燒結(jié)爐中于135(TC進行真空燒結(jié)2小時，由此制得碳化鉻鎳鉻噴涂粉Cr3C廠25NiCr，并測定其相對密度，測定結(jié)果示于以下表l中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1中數(shù)據(jù)可看出，根據(jù)實施例的本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的相對密度為93.4%。經(jīng)噴霧干燥造粒并未經(jīng)壓制的根據(jù)對比例的碳化鉻鎳鉻噴涂粉具有相對較小的相對密度?？寡趸阅艿臏y試將根據(jù)實施例制得的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金制成直徑為5mm的試樣，并在空氣介質(zhì)中進行加熱，測定溫度升高過程中硬質(zhì)合金試樣的失重，得到如圖1所示的曲線圖。由圖1可知，隨著溫度升高，本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金試樣失重量變化范圍僅在O.000010.000038/咖2之間。而當(dāng)溫度升至85(TC105(TC之間時，失重量變化更為平緩，即試樣在該溫度范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。也就是說，本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金在850°C以上的高溫環(huán)境下可穩(wěn)定存在，因而可在高溫工況條件下使用。權(quán)利要求一種碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金，基于所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的總量，由大于等于50％且小于100％的碳化鉻作為硬質(zhì)相，以及大于0％且小于等于50％的鎳鉻合金作為粘結(jié)相組成，且所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的相對密度為85％以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金，其中所述相對密度優(yōu)選為90%以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金，所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的組成為323%的碳元素、265%的鎳元素，余量為鉻元素，各元素百分比之和等于百分之百。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金，所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的組成為614%的碳元素、550%的鎳元素，余量為鉻元素，各元素百分比之和等于百分之百。5.—種硬質(zhì)合金零件，由根據(jù)權(quán)利要求14中任一項所述的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金制成。6.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項所述的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的應(yīng)用，所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金在800°C以上的高溫工況條件下使用。全文摘要本發(fā)明涉及一種碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金，基于所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的總量，包括大于等于50％且小于100％的碳化鉻作為硬質(zhì)相，以及大于0％且小于等于50％的鎳鉻合金作為粘結(jié)相，且所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金的相對密度為85％以上。本發(fā)明還提供由所述碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金制成的零件。本發(fā)明的碳化鉻鎳鉻硬質(zhì)合金致密度高、孔隙率低，并具有良好的抗氧化性能，適合在800℃以上的高溫工況條件下使用。文檔編號C22C29/06GK101760684SQ20101003374公開日2010年6月30日申請日期2010年1月8日優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日發(fā)明者朱明生申請人:朱明生