專利名稱：一種硬質(zhì)合金用稀土添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硬質(zhì)合金材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種硬質(zhì)合金用稀土添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金、Ti (C，N)基金屬陶瓷材料制備過(guò)程中，容易出現(xiàn)潤(rùn)濕性差、晶粒長(zhǎng)大等問(wèn)題而惡化材料機(jī)械性能。稀土添加劑能抑制WC-Co硬質(zhì)合金、Ti (C，N)基金屬陶瓷材料的粘結(jié)相中α-Co向ε-C ο的馬氏體轉(zhuǎn)變，固溶強(qiáng)化粘結(jié)相，改善粘結(jié)相對(duì)碳化物相的潤(rùn)濕性，細(xì)化硬質(zhì)相組織、浄化晶界、相界，從而大幅度改善硬質(zhì)合金、Ti (C，N)基金屬陶瓷材料的機(jī)械力學(xué)性能。但是，由于稀土活性高，其添加形態(tài)與方式尤為關(guān)鍵，以單質(zhì)的形式添加容易氧化，而以氧化物的形式添加又不能完全發(fā)揮出應(yīng)有的效果。繼后發(fā)展了稀土 -鈷、稀土 -硬質(zhì)相合金粉、稀土氫化物、稀土氮化物等系列添加形態(tài)與方式，其中尤以稀土-鈷固溶體的形式添加，在硬質(zhì)合金、Ti (C，N)基金屬陶瓷材料中能獲得良好應(yīng)用效果。但是，現(xiàn)有的稀土-鈷固溶體，組成單一，通常采用熔煉加機(jī)械破碎的方式來(lái)制備，由于熔煉后的稀土-鈷固溶體鑄錠中往往存在成分偏折，且鈷等含量高，破碎困難，因而獲得稀土添加劑往往存在稀土元素分布不均，粒度粗、容易氧化等問(wèn)題，這嚴(yán)重影響了其在硬質(zhì)合金、Ti (C，N)基金屬陶瓷材料應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硬質(zhì)合金用稀土添加劑及其制備方法，以解決稀土添加劑組成単一、稀土元素分布不均，粒度粗、容易氧化的問(wèn)題。本發(fā)明所述硬質(zhì)合金用稀土添加劑是ー種稀土 -粘結(jié)相合金粉末，其粒度小于10 微米，其原料的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為粘結(jié)相原料60 99%，稀土 1 40%，所述粘結(jié)相原料由Co、Mn和M組成，M為Ni、Fe、Cr、V、Cu、Al中的至少ー種。本發(fā)明所述硬質(zhì)合金用稀土添加剤，其粘結(jié)相原料Co、Mn、M的重量百分?jǐn)?shù)如下Co 21 80%Mn 0.1 12%M 8 74%。本發(fā)明所述硬質(zhì)合金用稀土添加剤，稀土為Ce、La、Sm、Pr、Nd、Y、Er、Eu、Gd、Tb、 Dy、Ho、Tm、Yb、Lu、Pm 中的至少ー種。本發(fā)明所述硬質(zhì)合金用稀土添加剤，稀土在該稀土添加劑中的存在形式可以是稀土 -氫化物、含氫稀土 -粘結(jié)相合金、稀土 -粘結(jié)相合金中的至少ー種。本發(fā)明所述硬質(zhì)合金用稀土添加劑的制備方法，有以下兩種1、第一種方法此種方法的エ藝步驟如下(1)按照上述粘結(jié)相原料和稀土及其重量百分?jǐn)?shù)配料；
(2)將計(jì)量好的粘結(jié)相原料和稀土在真空熔煉爐中熔煉，澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠；(3)將步驟⑵制備的稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠粗破碎，形成小于20mm的合金塊料，然后將所述合金塊料在真空條件下進(jìn)行均勻化退火，或在電弧重熔快淬爐中快淬形成稀土-粘結(jié)相合金薄帶；(4)將步驟(3)均勻化退火后的稀土-粘結(jié)相合金塊料，或?qū)⒉襟E(3)快淬形成的稀土-粘結(jié)相合金薄帶進(jìn)行吸氫處理；(5)將步驟(4)吸氫處理的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下進(jìn)行球磨破碎，即得到粒度小于10 微米的硬質(zhì)合金用稀土添加劑。上述方法中，所述真空熔煉爐為真空感應(yīng)熔煉爐、真空磁懸浮熔煉爐、真空電阻爐中的一種，熔煉的加料方式為粘結(jié)相原料與稀土一起加熱熔融混合，或粘結(jié)相原料熔融成液體后再加入稀土熔融混合；澆注溫度為1300°C 1450°C，保溫為4 10分鐘。上述方法中，合金塊料均勻化退火時(shí)，真空度控制在1 X KT1Pa 1 X 10_3Pa，退火溫度為900 1150°C，保溫時(shí)間為10 36小時(shí)；合金塊料在電弧重熔快淬爐中快淬時(shí)，爐內(nèi)真空度控制在1 X IO-1Pa 1 X 10 ,在氬氣保護(hù)下進(jìn)行，電弧重熔快淬爐的輥輪線速度為 1 40m/so上述方法中，吸氫處理的加熱溫度為100°C 900°C，氫氣壓力為0. IMpa lOMpa， 保溫時(shí)間為0. 1小時(shí) 10小時(shí)。2、第二種方法此種方法的工藝步驟如下(1)按照上述粘結(jié)相原料和稀土及其重量百分?jǐn)?shù)配料；(2)將計(jì)量好的粘結(jié)相原料和稀土在真空熔煉爐中熔煉，澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠；(3)將步驟(2)制備的稀土-粘結(jié)相合金鑄錠粗破碎，形成小于20mm的合金塊料；(4)將步驟( 得到的合金塊料在真空條件下熔煉成合金熔體后進(jìn)行霧化形成霧化粉末，即得到粒度小于10微米的硬質(zhì)合金用稀土添加劑。如需得到粒度更小的稀土添加劑，可將霧化粉末在氬氣保護(hù)下進(jìn)行球磨。上述方法中，所述真空熔煉爐為真空感應(yīng)熔煉爐、真空磁懸浮熔煉爐、真空電阻爐中的一種，熔煉的加料方式為粘結(jié)相原料與稀土一起加熱熔融混合，或粘結(jié)相原料熔融成液體后再加入稀土熔融混合；澆注溫度為1300°C 1450°C，保溫為4 10分鐘。
ο上述方法中，粗破碎形成的合金塊料的熔煉用真空感應(yīng)加熱熔煉爐，熔煉操作工藝參見(jiàn)“真空感應(yīng)熔煉低氣體含量32CrMnSi2Ni6M0V的工藝研究”(姚立強(qiáng)，張杉，張景海等，鋼鐵研究，2009，Vol. 37，No. 4，P 45-47)。上述方法中，合金熔體的霧化在高純氬氣保護(hù)下進(jìn)行，霧化壓力為SMpa lOMpa。本發(fā)明所述硬質(zhì)合金用新型稀土添加劑及其制備方法相比于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果1、由于引入了 Ni、Fe、Cr、Mn、V、Cu、Al以及多種稀土元素，稀土添加劑組成多元化，通過(guò)多組元的復(fù)合效應(yīng)，本發(fā)明所述稀土添加劑能有效提高其對(duì)硬質(zhì)合金、Ti (C，N)基金屬陶瓷材料的固溶強(qiáng)化、改善粘結(jié)相對(duì)碳化物相的潤(rùn)濕性、細(xì)化晶粒、凈化晶界，實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金、Ti (C，N)基金屬陶瓷材料機(jī)械力學(xué)性能提高。2、本發(fā)明所述硬質(zhì)合金用稀土添加劑制備方法，通過(guò)將稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠粗破碎后進(jìn)行均勻化熱處理或電弧重熔快淬，有效消除了稀土添加劑中稀土元素分布不均勻的問(wèn)題；同時(shí)利用稀土及稀土化合物的優(yōu)良吸氫性能，將均勻化熱處理后的合金塊料或電弧重熔快淬形成放入合金薄帶進(jìn)行吸氫處理，一方面吸氫后晶格膨脹所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力使稀土 -粘結(jié)相合金生產(chǎn)許多微觀裂紋，使稀土 -粘結(jié)相合金破碎變得容易，有效克服現(xiàn)有鑄錠直接機(jī)械破碎，粒度粗大的難題，可實(shí)現(xiàn)超細(xì)粒度的稀土添加劑的制備；另一方面，稀土-粘結(jié)相合金吸氫后，一部分發(fā)生歧化反應(yīng)形成稀土氫化物和粘結(jié)相單質(zhì)(Co、Ni等)， 進(jìn)一步提高了稀土元素的分布均勻性，同時(shí)由于稀土以稀土氫化物和稀土-粘結(jié)相的吸氫合金形式存在，有效防止了稀土元素的氧化，而在硬質(zhì)合金、Ti (C，N)基金屬陶瓷材料中應(yīng)用時(shí)又能在燒結(jié)過(guò)程中有效釋放氫，從而有效克服了傳統(tǒng)稀土添加劑制備中稀土有效元素分布不均勻，氧含量高的難題，可有效實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金、Ti (C，N)基金屬陶瓷材料的硬度、強(qiáng)韌性等機(jī)械性能的提高。3、本發(fā)明通過(guò)霧化合金熔體制備硬質(zhì)合金用稀土添加劑的方法，有效克服了傳統(tǒng)稀土添加劑中稀土有效成分偏析、分布不均勻問(wèn)題，同時(shí)霧化成粉整個(gè)過(guò)程處于真空環(huán)境下，有效克服了傳統(tǒng)稀土添加劑制備中難于機(jī)械破碎和被氧化的問(wèn)題。4、本發(fā)明所述硬質(zhì)合金用稀土添加劑的制備方法操作簡(jiǎn)單，便于批量生產(chǎn)。


圖1是實(shí)施例1所制備的稀土添加劑粉末的SEM照片(5000 X)；圖2是實(shí)施例1所制備的稀土添加劑粉末的粒度分布圖；圖3是實(shí)施例1所制備的稀土添加劑粉末的X射線衍射圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)優(yōu)選后的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述一種硬質(zhì)合金用稀土添加劑及其制備方法作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于以下的實(shí)施例。下述實(shí)施例中，所用真空感應(yīng)熔煉爐、真空感應(yīng)熔煉爐、管狀熱處理爐、電弧重熔快淬爐均為常規(guī)設(shè)備，均可通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買。實(shí)施例1本實(shí)施例所用原料Ce 27. 87wt%，粘結(jié)相原料(Co，Mn, Ni) 72. 13wt% ；所述粘結(jié)相原料(Co，Mn，Ni)中，Co 56. 28wt%, Mn 0. lwt%, Ni 15. 75wt%。本實(shí)施例的工藝步驟將上述原材料按其重量百分?jǐn)?shù)計(jì)量好后，用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉并澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠，澆注溫度為1380°C，保溫為5分鐘，然后將所述稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠采用鄂式破碎機(jī)粗破碎成小于20mm的合金塊料；將合金鑄錠粗破碎后形成的合金塊料裝入真空加熱爐中均勻化退火，真空度控制在IX KT1Pa,退火溫度為1100°C，退火時(shí)間為 10小時(shí)；將上述均勻化退火后的合金塊料置于管狀熱處理爐中，抽真空至5. 4X 10_3Pa，然后向管狀熱處理爐內(nèi)通入純度彡99. 99%的氫氣，使氫氣分壓保持在0. IMI^a左右，以15°C/分鐘的速度將爐內(nèi)溫度升至550°C并在該溫度保溫1小時(shí)，使氫吸藏于稀土 -粘結(jié)相合金中，繼后將爐內(nèi)溫度降至室溫，得到含氫的稀土 -粘結(jié)相合金粗粉；將上述經(jīng)過(guò)吸氫處理的稀土 -粘結(jié)相合金粗粉在純度> 99. 9 %的氬氣保護(hù)下球磨破碎至約5 μ m,即得到稀土添加劑。本實(shí)施例所制備的稀土添加劑粉末的SEM照片見(jiàn)圖1，粒度分布見(jiàn)圖2，X射線衍射圖譜見(jiàn)圖3。實(shí)施例2本實(shí)施例所用原料Sm16. 08wt%, Dy 1. Owt %，粘結(jié)相原料(Co、Mn、Fe、Cu、 Al)82. 92wt% ；所述粘結(jié)相原料(Co、Mn、Fe、Cu、Al)中，Co 31. 21wt%, Mn 11. 8wt%, Fe 32. 68wt%, Cu 6. 09wt%, Al 1. 14wt%。本實(shí)施例的工藝步驟將上述原材料按其重量百分?jǐn)?shù)計(jì)量好后，用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉并澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠，澆注溫度為1420°C，保溫為8分鐘，然后將所述稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠采用鄂式破碎機(jī)粗破碎成小于20mm的合金塊料；將合金鑄錠粗破碎后形成的合金塊料裝入電弧重熔快淬爐中，抽真空至1 X 10_2a，然后通入純度》99. 99 %氬氣，控制其分壓在0. 2MPa，在氬氣保護(hù)下感應(yīng)加熱熔化，并將熔融后的金屬液通過(guò)電弧重熔快淬爐中的噴嘴噴到電弧重熔快淬爐中的輥輪上快淬，即可得到稀土-粘結(jié)相合金薄帶，所述輥輪的線速度控制在15m/s。將上述稀土-粘結(jié)相合金快淬薄帶置于管狀熱處理爐中，抽真空至 3. lX10_3Pa，然后向管狀熱處理爐內(nèi)通入純度彡99. 99%的氫氣，使氫氣分壓保持在4MPa 左右，以10°C /分鐘的速度將爐內(nèi)溫度升至650°C并保溫2小時(shí)，使氫吸藏于稀土 -粘結(jié)相合金薄帶中。繼后，將爐內(nèi)溫度降至室溫，即得到含氫的稀土-粘結(jié)相合金粗粉。將上述經(jīng)過(guò)吸氫處理的粗粉在純度彡99. 9%的氬氣保護(hù)下球磨破碎至約2 μ m,即得到稀土添加劑。實(shí)施例3本實(shí)施例所用原料Prl2.95wt%，La Ilwt %, Yb 0. 05wt %，粘結(jié)相原料(Co， Mn, Ni, Fe)76wt% ；所述粘結(jié)相原料(Co, Mn, Ni, Fe)中，Co 50. 68wt%, Mn 5. Owt%, Ni 15. 24wt%, Fe 5. 08wt%。本實(shí)施例的工藝步驟將上述原材料按其重量百分?jǐn)?shù)計(jì)量好后，用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉并澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠，澆注溫度為1370°C，保溫為4分鐘，然后將所述稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠采用鄂式破碎機(jī)粗破碎成小于20mm的合金塊料；將合金鑄錠粗破碎后形成的合金塊料裝入真空加熱爐中均勻化退火，真空度控制在6.5X10_2Pa，退火溫度為1120°C，退火時(shí)間為16h ；將上述均勻化退火后的合金塊料置于管狀熱處理爐中，抽真空至lX10_3Pa，然后向管狀熱處理爐內(nèi)通入純度彡99. 99%的氫氣，使氫氣分壓保持在IMI^a左右，以8V /分鐘的速度將爐內(nèi)溫度升至450°C并在該溫度保溫1. 5小時(shí)，使氫吸藏于稀土-粘結(jié)相合金中， 繼后將爐內(nèi)溫度降至室溫，得到含氫的稀土-粘結(jié)相合金粗粉；將上述經(jīng)過(guò)吸氫處理的稀土 -粘結(jié)相合金粗粉在純度> 99. 9%的氬氣保護(hù)下球磨破碎至約4 μ m，即得到稀土添加劑。實(shí)施例4本實(shí)施例所用原料Y 3. Owt %, Tm 0. 91wt %，粘結(jié)相原料(Co，Mn，Ni，Cr,V)96. 09wt % ；所述粘結(jié)相原料(Co, Mn, Ni, Cr, V)中，Co 22. 69wt%, Mn 1. Owt %, Ni 60. 54wt%, CrlO. 67wt%, V 1. 19wt%。本實(shí)施例的工藝步驟將上述原材料按其重量百分?jǐn)?shù)計(jì)量好后，用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉并澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠，澆注溫度為1450°C，保溫為9分鐘，然后將所述稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠采用鄂式破碎機(jī)粗破碎成小于20mm的合金塊料；將合金鑄錠粗破碎后形成的合金塊料裝入真空感應(yīng)加熱熔煉爐中，真空度為lX10_3Pa，升溫至1700°C，保溫lOmin，然后將熔體通過(guò)導(dǎo)流管導(dǎo)入霧化容器內(nèi)，并通入純度> 99. 99%的氬氣進(jìn)行霧化，形成霧化粉末，所述霧化壓力為SMPa ；繼后將霧化粉末在純度> 99. 9%的氬氣保護(hù)下球磨至約3 μ m的稀土添加劑。實(shí)施例5本實(shí)施例所用原料Nd 30. 43wt%, Er 2wt%, Eu 2wt%, Gd，粘結(jié)相原料 (Co，Mn，F(xiàn)e，Ni)61. 57wt%；所述粘結(jié)相原料(Co，Mn，F(xiàn)e，Ni)中，Co 25. 65wt%,Mn 8. Owt%, Fe 26. 73wt%, Ni 1. 19wt%。本實(shí)施例的工藝步驟將上述原材料按其重量百分?jǐn)?shù)計(jì)量好后，用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉并澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠，澆注溫度為1410°C，保溫為5分鐘，然后將所述稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠采用鄂式破碎機(jī)粗破碎成小于20mm的合金塊料；將合金鑄錠粗破碎后形成的合金塊料裝入真空加熱爐中均勻化退火，真空度控制在SXKT1Pa,退火溫度1050°C，退火時(shí)間為M 小時(shí)；將上述均勻化退火后的合金塊料置于管狀熱處理爐中，抽真空至7. 6X 10_2Pa，然后向管狀熱處理爐內(nèi)通入純度彡99. 99%的氫氣，使氫氣分壓保持在2MPa左右，以10°C /分鐘的速度將爐內(nèi)溫度升至750°C并在該溫度保溫1. 5小時(shí)，使氫吸藏于稀土 -粘結(jié)相合金中，繼后將爐內(nèi)溫度降至室溫，得到含氫的稀土-粘結(jié)相合金粗粉；將上述經(jīng)過(guò)吸氫處理的稀土 -粘結(jié)相合金粗粉在純度> 99. 9 %的氬氣保護(hù)下球磨破碎至約7 μ m,即得到稀土添加劑。實(shí)施例6本實(shí)施例所用原料Nd10. 15wt%, Pm 11. 3wt%, Tb 0. 35wt%, Lu 0.2wt%，粘結(jié)相原料(Co，Mn，F(xiàn)e，Cu)78wt% ；所述粘結(jié)相原料(Co，Mn，F(xiàn)e，Cu)中，Co 50. 07wt%, Mn 2. 31wt%, Fe 18. 62wt% Cu 7.0wt%。本實(shí)施例的工藝步驟將上述原材料按其重量百分?jǐn)?shù)計(jì)量好后，用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉并澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠，澆注溫度為1400°C，保溫為7分鐘，然后將所述稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠采用鄂式破碎機(jī)粗破碎成小于20mm的合金塊料；將合金鑄錠粗破碎后形成的合金塊料裝入真空感應(yīng)加熱熔煉爐中，真空度為lX10_3Pa，升溫至1600°C，保溫20min，然后將熔體通過(guò)導(dǎo)流管導(dǎo)入霧化容器內(nèi)，并通入純度> 99. 99%的氬氣進(jìn)行霧化，形成霧化粉末，所述霧化壓力為IOMPa ；繼后將霧化粉末在純度> 99. 9%的氬氣保護(hù)下球磨至約2 μ m的稀土添加劑。實(shí)施例7本實(shí)施例所用原料=Ce0. 3wt%, Sm 0. 5wt%, Ho 0. 2wt%，粘結(jié)相原料(Co, Mn,Ni)99wt% ；所述粘結(jié)相原料(Co, Mn, Ni)中，Co 50wt%, Mn 8wt%, Ni 41wt%0本實(shí)施例的工藝步驟將上述原材料按其重量百分?jǐn)?shù)計(jì)量好后，用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉并澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠，澆注溫度為1340°C，保溫為5分鐘，然后將所述稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠采用鄂式破碎機(jī)粗破碎成小于20mm的合金塊料；將合金鑄錠粗破碎后形成的合金塊料裝入電弧重熔快淬爐中，抽真空至4. 5 X 10 ,然后通入純度》99. 99 %氬氣，控制其分壓在0. IMPa，在氬氣保護(hù)下感應(yīng)加熱熔化，并將熔融后的金屬液通過(guò)中的噴嘴噴到輥輪上快淬，即可得到稀土 -粘結(jié)相合金薄帶，所述輥輪的線速度控制在32m/s。將上述稀土 -粘結(jié)相合金快淬薄帶置于管狀熱處理爐中，抽真空至6. 7 X IO-3Pa,然后向管狀熱處理爐內(nèi)通入純度彡99. 99%的氫氣，使氫氣分壓保持在左右，以10°C /分鐘的速度將爐內(nèi)溫度升至850°C并保溫1. 3小時(shí)，使氫吸藏于稀土-粘結(jié)相合金薄帶中。繼后，將爐內(nèi)溫度降至室溫，即得到含氫的稀土 -粘結(jié)相合金粗粉。將上述經(jīng)過(guò)吸氫處理的粗粉在純度> 99. 9%的氬氣保護(hù)下球磨破碎至約8 μ m，即得到稀土添加劑。實(shí)施例8本實(shí)施例所用原料:Nd7. 5wt%, Ce 4. Owt%，粘結(jié)相原料(Co, Mn，Ni)88. 5wt% ； 所述粘結(jié)相原料(Co，Mn，Ni)中，Co 79. 0wt%, Mn 1. 5wt%, Ni 8.0wt%。本實(shí)施例的工藝步驟將上述原材料按其重量百分?jǐn)?shù)計(jì)量好后，用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉并澆鑄成稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠，澆注溫度為1410°C，保溫為6分鐘，然后將所述稀土 -粘結(jié)相合金鑄錠采用鄂式破碎機(jī)粗破碎成小于20mm的合金塊料；將合金鑄錠粗破碎后形成的合金塊料裝入真空加熱爐中均勻化退火，真空度控制在lX10_3Pa，退火溫度為1150°C，退火時(shí)間為 36小時(shí)；將上述均勻化退火后的合金塊料置于管狀熱處理爐中，抽真空至2. 9X 10_3Pa，然后向管狀熱處理爐內(nèi)通入純度彡99. 99%的氫氣，使氫氣分壓保持在5. 左右，以15°C/ 分鐘的速度將爐內(nèi)溫度升至350°C并在該溫度保溫1. 2小時(shí)，使氫吸藏于稀土-粘結(jié)相合金中，繼后將爐內(nèi)溫度降至室溫，得到含氫的稀土 -粘結(jié)相合金粗粉；將上述經(jīng)過(guò)吸氫處理的稀土-粘結(jié)相合金粗粉在純度> 99. 9%的氬氣保護(hù)下球磨破碎至約5 μ m,即得到稀土添加劑。
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)合金用稀土添加剤，其特征在于該稀土添加劑是ー種稀土-粘結(jié)相合金粉末，粒度小于10微米，其原料的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為粘結(jié)相原料60 99%，稀土 1 40%，所述粘結(jié)相原料由Co、Mn和M組成，M為Ni、Fe、Cr、V、Cu、Al中的至少ー種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述硬質(zhì)合金用稀土添加剤，其特征在于Co、Mn、M的重量百分?jǐn)?shù)如下Co 21 80% Mn 0. 1 12% M 8 74%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硬質(zhì)合金用稀土添加剤，其特征在于所述稀土為Ce、La、 Sm、Pr、Nd、Y、Er、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Tm、Yb、Lu、Pm 中的至少ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硬質(zhì)合金用稀土添加剤，其特征在于稀土在該稀土添加劑中的存在形式為稀土-氫化物、含氫稀土-粘結(jié)相合金、稀土-粘結(jié)相合金中的至少ー種。
5.一種硬質(zhì)合金用稀土添加劑的制備方法，其特征在于エ藝步驟如下(1)按照權(quán)利要求1至4中任ー權(quán)利要求所述粘結(jié)相原料和稀土及其重量百分?jǐn)?shù)配料；(2)將計(jì)量好的粘結(jié)相原料和稀土在真空熔煉爐中熔煉，澆鑄成稀土-粘結(jié)相合金鑄錠；(3)將步驟( 制備的稀土-粘結(jié)相合金鑄錠粗破碎，形成小于20mm的合金塊料，然后將所述合金塊料在真空條件下進(jìn)行均勻化退火，或在電弧重熔快淬爐中快淬形成稀土-粘結(jié)相合金薄帶；(4)將步驟C3)均勻化退火后的稀土-粘結(jié)相合金塊料，或?qū)⒉襟E( 快淬形成的稀土 -粘結(jié)相合金薄帶進(jìn)行吸氫處理；(5)將步驟(4)吸氫處理的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下進(jìn)行球磨破碎，即得到粒度小于10微米的硬質(zhì)合金用稀土添加剤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述硬質(zhì)合金用稀土添加劑的制備方法，其特征在于所述真空熔煉爐為真空感應(yīng)熔煉爐、真空磁懸浮熔煉爐、真空電阻爐中的一種，熔煉的加料方式為粘結(jié)相原料與稀土一起加熱熔融混合，或粘結(jié)相原料熔融成液體后再加入稀土熔融混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述硬質(zhì)合金用稀土添加劑的制備方法，其特征在于合金塊料均勻化退火吋，真空度控制在IXlO-1Pa lX10_3Pa，退火溫度為900 1150°C，保溫時(shí)間為10 36小時(shí)；合金塊料在電弧重熔快淬爐中快淬時(shí)，爐內(nèi)真空度控制在1 X IOla 1 X 10_3Pa，在氬氣保護(hù)下進(jìn)行，電弧重熔快淬爐的輥輪線速度為1 40m/s。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述硬質(zhì)合金用稀土添加劑的制備方法，其特征在于吸氫處理的加熱溫度為100°C 900°C，氫氣壓カ為0. IMpa lOMpa，保溫時(shí)間為0. 1小時(shí) 10小時(shí)。
9.一種硬質(zhì)合金用稀土添加劑的制備方法，其特征在于エ藝步驟如下(1)按照權(quán)利要求1至4中任ー權(quán)利要求所述粘結(jié)相原料和稀土及其重量百分?jǐn)?shù)配料；(2)將計(jì)量好的粘結(jié)相原料和稀土在真空熔煉爐中熔煉，澆鑄成稀土-粘結(jié)相合金鑄錠；(3)將步驟( 制備的稀土-粘結(jié)相合金鑄錠粗破碎，形成小于20mm的合金塊料；(4)將步驟( 得到的合金塊料在真空條件下熔煉成合金熔體后進(jìn)行霧化形成霧化粉末，即得到粒度小于10微米的硬質(zhì)合金用稀土添加剤。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述硬質(zhì)合金用稀土添加劑的制備方法，其特征在于所述真空熔煉爐為真空感應(yīng)熔煉爐、真空磁懸浮熔煉爐、真空電阻爐中的一種，熔煉的加料方式為粘結(jié)相原料與稀土一起加熱熔融混合，或粘結(jié)相原料熔融成液體后再加入稀土熔融混合；所述合金熔體霧化在高純氬氣保護(hù)下進(jìn)行，霧化壓カ為8Mpa lOMpa。
全文摘要
本發(fā)明所述硬質(zhì)合金用稀土添加劑是一種稀土-粘結(jié)相合金粉末，粒度小于10微米，其原料各組分的重量百分?jǐn)?shù)粘結(jié)相原料60～99％，稀土1～40％，所述粘結(jié)相原料由Co、Mn和M組成，M為Ni、Fe、Cr、V、Cu、Al中的至少一種。上述稀土添加劑的制備方法有兩種1、將粘結(jié)相原料和稀土澆鑄成鑄錠，并破碎成小于20mm的塊料，將所述塊料在真空條件下進(jìn)行均勻化退火，或在電弧重熔快淬爐中快淬形成稀土-粘結(jié)相合金薄帶，并進(jìn)行吸氫處理，將吸氫處理的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下進(jìn)行球磨破碎。2、將粘結(jié)相原料和稀土澆鑄成鑄錠，并破碎成小于20mm的塊料，將合金塊料熔煉成合金熔體后進(jìn)行霧化形成霧化粉末。
文檔編號(hào)C22C29/00GK102528017SQ20121001479
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者劉穎, 葉金文, 朱剛 申請(qǐng)人:四川大學(xué)