專利名稱：非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金的制造方法，特別是一種粒度非均勻結(jié)構(gòu)的WC-Co硬質(zhì)合金的制造方法。

背景技術(shù)：
目前在鑿巖合金中應(yīng)用最多的是用一種粒度的WC粉末與鈷粉混合制成均勻粒度結(jié)構(gòu)的合金，這類合金的顯著特點是隨著WC粒度的增加，合金的韌性增強，但耐磨性降低。兩者不可兼顧。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，盡管已找到了解決這一矛盾的一些途徑，如合金的后續(xù)熱處理，滲碳處理制成梯度合金等，但這些方法生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，生產(chǎn)成本太高，制約著其在鑿巖合金上的大批應(yīng)用。發(fā)明專利ZL200310110532.2，ZL200310120819.3等提出粒度非均勻合金的制造方法，都是由粗、細兩種顆粒的WC粉末按一定比例制備成鈷含量一定的(6～12％)的粒度非均勻合金，不能根據(jù)不同性能要求形成系列化產(chǎn)品。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述不足，提供一種非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制造方法，使WC組分具有高度分散性，同時控制其平均晶粒度在2.0～3.0微米范圍內(nèi)，合金具有良好的綜合性能，并且可以根據(jù)不同鈷含量的非均勻硬質(zhì)合金的最終性能要求，快速實現(xiàn)產(chǎn)品系列化。
為了達到此目的，本發(fā)明選用粗、細兩種或粗、中、細三種粒度的WC粉末，以及Co粉為原料，經(jīng)濕磨、干燥制粒、壓制成型、燒結(jié)，得到的非均勻結(jié)構(gòu)的WC-Co硬質(zhì)合金的平均晶粒度為2.0～3.0微米；其特征在于在選用原料時，首先設(shè)計確定不同鈷含量的非均勻結(jié)構(gòu)的WC-Co硬質(zhì)合金所需WC的磁力標(biāo)準(zhǔn)值Hc標(biāo)，然后通過使每種粒度的WC粉末按相同工藝分別做成含鈷量為10％的硬質(zhì)合金標(biāo)樣，從而測得每種粒度WC粉末的磁力值Hc粉，使得aHc粉1+bHc粉2+cHc粉3＝Hc標(biāo)(公式1)，且a+b+c＝100(公式2)，式中Hc粉1、Hc粉2、Hc粉3分別代表粗、中、細顆粒WC粉的磁力值，a、b、c分別代表粗、中、細顆粒WC粉整個WC粉末原料中所占的重量百分比；根據(jù)不同鈷含量的非均勻結(jié)構(gòu)的WC-Co硬質(zhì)合金的綜合性能，先確定中顆粒WC粉的重量百分比b為0～40％，由公式1、公式2計算出粗顆粒WC重量百分比a、細顆粒WC重量百分比c。
由于采用了多種粒度WC原料，非均勻結(jié)構(gòu)的WC-Co硬質(zhì)合金組織中WC組分具有高度分散性，使合金兼具粗顆粒WC的塑性和韌性、中顆粒WC的綜合性能、及細顆粒WC的高耐磨性。由于控制了所需原料的平均粒度，使合金的平均晶粒度在2.0～3.0微米范圍內(nèi)。并且可以根據(jù)不同鈷含量的非均勻硬質(zhì)合金的最終性能要求，通過本發(fā)明的方法確定Hc標(biāo)和每種粒度WC粉末的磁力值Hc粉，按照配料計算公式，較快地確定原料配比，快速實現(xiàn)產(chǎn)品系列化。



圖1是本發(fā)明的非均勻結(jié)構(gòu)WC-Co硬質(zhì)合金金相結(jié)構(gòu)圖。

具體實施例方式 實施例1制造鈷含量10％的非均勻結(jié)構(gòu)WC-Co硬質(zhì)合金。
所需WC的磁力標(biāo)準(zhǔn)值Hc標(biāo)設(shè)計確定為8.5kA/m。選用粗、中、細三種粒度WC粉末，以及Co粉為原料。該三種粒度的WC粉末按相同工藝分別做成含鈷量為10％的硬質(zhì)合金標(biāo)樣，從而測得每一種粒度WC粉末的磁力值Hc粉(以下實施例同)，其中Hc粉1＝6.7kA/m，Hc粉2＝7.8kA/m，Hc粉3＝12.3kA/m，中顆粒WC原料在整個WC粉末原料中(以下實施例同)所占重量百分比b為30％，根據(jù)公式1aHc粉1+bHc粉2+cHc粉3＝Hc標(biāo)，公式2a+b+c＝100，算出a、c分別為44％，26％。
將上述比例的三種WC粉均勻混合，經(jīng)濕磨、干燥制粒、壓制成型、燒結(jié)，得到的非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的各項性能和晶粒度詳見表1，典型金相結(jié)構(gòu)見圖1。(以下實施例同) 實施例2制造鈷含量8％的非均勻結(jié)構(gòu)WC-Co硬質(zhì)合金。
所需WC的磁力標(biāo)準(zhǔn)值Hc標(biāo)設(shè)計確定為8.3kA/m。選用粗、中、細三種粒度WC粉末，以及Co粉為原料，其Hc粉值分別為Hc粉1＝7.0kA/m，Hc粉2＝8.0kA/m，Hc粉3＝11.4kA/m，中顆粒WC原料所占重量百分比b為20％，根據(jù)公式1aHc粉1+bHc粉2+cHc粉3＝Hc標(biāo)，公式2a+b+c＝100，算出a、c分別為55％，25％。
實施例3制造鈷含量11％的非均勻結(jié)構(gòu)WC-Co硬質(zhì)合金。
所需WC的磁力標(biāo)準(zhǔn)值Hc標(biāo)設(shè)計確定為8.8kA/m。選用粗、中、細三種粒度WC粉末，以及Co粉為原料，其Hc粉值分別為Hc粉1＝6.6kA/m，Hc粉2＝7.8kA/m，Hc粉3＝12.0kA/m，中顆粒WC原料所占重量百分比b為10％，根據(jù)公式1aHc粉1+bHc粉2+cHc粉3＝Hc標(biāo)，公式2a+b+c＝100，算出a、c分別為51.5％，38.5％。
實施例4制造鈷含量13％的非均勻結(jié)構(gòu)WC-Co硬質(zhì)合金。
所需WC的磁力標(biāo)準(zhǔn)值Hc標(biāo)設(shè)計確定為7.6kA/m。選用粗、細兩種粒度WC粉末，以及Co粉為原料，其Hc粉值分別為Hc粉1＝6.5kA/m，Hc粉3＝11.8kA/m，中顆粒WC原料所占重量百分比b為0，根據(jù)公式1aHc粉1+bHc粉2+cHc粉3＝Hc標(biāo)，公式2a+b+c＝100，算出a、c分別為79％，21％。
實施例5制造鈷含量14.5％的非均勻結(jié)構(gòu)WC-Co硬質(zhì)合金。
所需WC的磁力標(biāo)準(zhǔn)值Hc標(biāo)設(shè)計確定為8.3kA/m。選用粗、中、細兩種粒度WC粉末，以及Co粉為原料，其Hc粉值分別為Hc粉1＝6.7kA/m，Hc粉2＝8.1kA/m，Hc粉3＝11.3kA/m，中顆粒WC原料所占重量百分比b為35％，根據(jù)公式1aHc粉1+bHc粉2+cHc粉3＝Hc標(biāo)，公式2a+b+c＝100，算出a、c分別為40％，25％。
實施例6制造鈷含量16％的非均勻結(jié)構(gòu)WC-Co硬質(zhì)合金。
所需WC的磁力標(biāo)準(zhǔn)值Hc標(biāo)設(shè)計確定為7.5kA/m。選用粗、細兩種粒度WC粉末，以及Co粉為原料，其Hc粉值分別為Hc粉1＝6.7kA/m，Hc粉3＝11.3kA/m，中顆粒WC原料所占重量百分比b為0，根據(jù)公式1aHc粉1+bHc粉2+cHc粉3＝Hc標(biāo)，公式2a+b+c＝100，算出a、c分別為75％，25％。
表1實施例1～6的各項性能參數(shù)值 由以上實施例可以看出，根據(jù)不同鈷含量的非均勻硬質(zhì)合金的最終性能要求，通過本發(fā)明的方法很快地確定了原料配比，快速實現(xiàn)了產(chǎn)品系列化。
權(quán)利要求
1.一種非均勻結(jié)構(gòu)的WC-Co硬質(zhì)合金的制造方法，選用粗、細兩種或粗、中、細三種粒度的WC粉末，以及Co粉為原料，經(jīng)濕磨、干燥制粒、壓制成型、燒結(jié)，得到的非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的平均晶粒度為2.0～3.0微米，其特征在于在選用原料時，首先設(shè)計確定不同鈷含量的非均勻結(jié)構(gòu)的WC-Co硬質(zhì)合金所需WC的磁力標(biāo)準(zhǔn)值Hc標(biāo)，然后通過使每種粒度的WC粉末按相同工藝分別做成含鈷量為10％的硬質(zhì)合金標(biāo)樣，從而測得每種粒度WC粉末的磁力值Hc粉，使得aHc粉1+bHc粉2+cHc粉3＝Hc標(biāo)(公式1)，且a+b+c＝100(公式2)，式中Hc粉1、Hc粉2、Hc粉3分別代表粗、中、細顆粒WC粉的磁力值，a、b、c分別代表粗、中、細顆粒WC粉在整個WC粉末原料中所占的重量百分比；根據(jù)不同鈷含量的非均勻結(jié)構(gòu)的WC-Co硬質(zhì)合金的綜合性能，先確定中顆粒WC粉的重量百分比b為0～40％，由公式1、公式2計算出粗顆粒WC重量百分比a、細顆粒WC重量百分比c。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制造方法，選用兩或三種粒度的 WC、Co粉為原料，經(jīng)常規(guī)工藝得到的合金的平均晶粒度為2.0～3.0微米；在選用原料時，首先確定合金所需WC的磁力標(biāo)準(zhǔn)值Hc標(biāo)，然后測得每種粒度WC粉末的磁力值Hc粉，使得aHc粉1+bHc粉2+cHc粉3＝Hc標(biāo)，且a+b+c＝100，式中Hc粉1、Hc粉2、Hc粉3分別代表粗、中、細顆粒WC粉的磁力值，a、b、c分別代表粗、中、細顆粒WC粉在整個WC粉末中所占的重量百分比；先確定中顆粒WC粉的重量百分比b，再計算出粗顆粒WC重量百分比a、細顆粒WC重量百分比c；本發(fā)明方法提高了合金的綜合性能，快速實現(xiàn)了產(chǎn)品系列化，擴大礦用合金的應(yīng)用范圍。
文檔編號C22C29/08GK101768679SQ20101010646
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者程秀蘭, 邱智海 申請人:株洲硬質(zhì)合金集團有限公司