一種少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的制備方法，通過化學(xué)鍍法制備低鈷含量包覆的碳化鎢-鈷復(fù)合粉體，將該粉體置于放電等離子燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)：先抽真空使真空度達(dá)到8Pa以上，加壓至50MPa，升溫至1500～1700℃，保溫后卸壓，冷卻后得到少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金。本發(fā)明采用化學(xué)鍍法制備低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體，粉體制備周期短，Co以薄膜的形式包覆在WC顆粒表面，分布均勻，不存在Co局部富集現(xiàn)象；采用SPS放電等離子燒結(jié)過程中，所有WC顆粒間存在液相Co，加強(qiáng)了顆粒間的連接強(qiáng)度，提高了合金的韌性，所得到的硬質(zhì)合金材料性能優(yōu)越。
【專利說明】一種少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說，是涉及一種少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] WC-Co硬質(zhì)合金具有較高的強(qiáng)度、硬度、靭性及優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性能，在金 屬切削加工、礦山鉆探及耐磨零部件等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。其中，Co作為粘結(jié)相具有 促進(jìn)硬質(zhì)合金燒結(jié)全致密化的功能，并賦予合金較高的鈿性和強(qiáng)度，但是，Co含量的提高， 會降低合金的耐腐蝕性能、耐高溫性能、耐磨性能和熱導(dǎo)率，從而限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng) 用。與普通的WC-Co硬質(zhì)合金相比，少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金既具備超細(xì)硬質(zhì)合金所特有 的高強(qiáng)度高硬度的"雙高"力學(xué)性能，又具有優(yōu)異的耐磨性和抗腐蝕性能，成為高耐磨硬質(zhì) 合金的一個(gè)重要發(fā)展方向。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，制備少粘結(jié)相WC硬質(zhì)合金的研究主要集中在以下方面：一是制備 不添加任何粘結(jié)劑的純WC硬質(zhì)合金；二是制備添加少量Co的WC硬質(zhì)合金。但是,少粘結(jié) 相WC硬質(zhì)合金的制備過程主要存在如下問題：在制備純WC硬質(zhì)合金的過程中，由于燒結(jié)溫 度過高且燒結(jié)時(shí)間較長，從而硬質(zhì)合金難以全致密化，鈿性較差；而現(xiàn)有技術(shù)中制備添加少 量Co的WC硬質(zhì)合金主要通過高能球磨方法，該方法的粉體制備周期長，粉末混合不均， Co 成分偏析，從而導(dǎo)致燒結(jié)過程中WC晶粒局部異常長大，組織不均勻，使合金材料力學(xué)性能 不穩(wěn)定，影響使用。因此，急需開發(fā)一種粘結(jié)相分布均勻的少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的制備 方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的制 備方法，該方法制備的碳化鎢硬質(zhì)合金粘結(jié)相組織分布均勻，具有較好的鈿性。為了實(shí)現(xiàn)上 述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] 一種少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的制備方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟一：將WC粉體加入至化學(xué)活化液中，室溫下超聲攪拌處理，靜止沉降后分離 化學(xué)活化液，再用去離子水清洗WC粉體；
[0007] 步驟二：將步驟一得到的WC粉體加入至化學(xué)鍍液中，于70?85Γ水浴鍋保溫至 有氣泡產(chǎn)生，然后轉(zhuǎn)入40?60°C超聲池進(jìn)行超聲攪拌化學(xué)鍍Co,，靜止沉降后分離化學(xué)鍍 液，用去離子水清洗粉體，干燥后得到低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體；
[0008]步驟三：將步驟二得到的低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)，抽 真空使真空度達(dá)到8Pa以上，加壓至50MPa,升溫至1500?170(TC保溫，卸壓冷卻后得到少 粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金。
[0009] 優(yōu)選的，所述WC粉體的晶粒尺寸為〇. 2?0. 4um。
[0010] 優(yōu)選的，用于超聲攪拌的超聲波頻率為40KHZ，超聲波功率為300?400W。
[0011] 優(yōu)選的，所述化學(xué)活化液包括下述成分：
[0012] 40%氫氟酸： ：卿?50ml/L; 氟化銨： iMg/Li 65%硝酸： 道)?40ml/L; 36%,鹽酸： 10?30ml/L,
[0013] 優(yōu)選的，將WC粉體按lkg/L的裝載量加入至化學(xué)活化液中。
[0014] 優(yōu)選的，所述化學(xué)鍍液包括以下組分：
[0015] 硫酸鈷:: 2D?3dg/L;: 次亞磷酸鈉： 20?30g/L; 檸檬酸三鈉： 40~60g/L； 備纖:? 20?30g/L;
[0016] 其中，所述化學(xué)鍍液的pH值為9?11。
[0017] 優(yōu)選的，將步驟一得到的WC粉體按150g/L?1500g/L的裝載量加入至化學(xué)鍍液 中。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟二中干燥具體為：
[0019] 將粉體在60?80°C下恒溫干燥6h。
[0020] 優(yōu)選的，所述WC-Co復(fù)合粉體中所包含的Co的質(zhì)量百分比采用島津（Shimadzu) 高精度（xi(T 5g)分析天平稱量測定。
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟三中升溫的速率為200°C /min，在1500?l7〇0°C保溫的時(shí)間為 5分鐘。
[0022] 本發(fā)明提供了一種少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的制備方法，包括：將WC粉體加入至 化學(xué)活化液中，室溫下超聲攪拌處理，靜止沉降后分離化學(xué)活化液，再用去離子水清洗WC 粉體；將WC粉體加入至化學(xué)鍍液中，于70?85°C水浴鍋保溫至有氣泡產(chǎn)生，然后轉(zhuǎn)入40? 60°C超聲池進(jìn)行超聲攪拌化學(xué)鍍Co,靜止沉降后分離化學(xué)鍍液，用去離子水清洗粉體，干燥 后得到低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體，然后置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)，抽真空使真空度達(dá)到8Pa 以上，加壓至50MPa,升溫至1500?1700°C保溫，卸壓冷卻后得到少粘結(jié)相超細(xì)碳化鎢硬質(zhì) 合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用化學(xué)鍍法制備低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體，粉體制備周期 短，Co以織毛線薄膜的形式包覆在WC顆粒表面，分布均勻，不存在局部Co富集現(xiàn)象；在SPS 放電等離子燒結(jié)過程中，由于在WC顆粒間存在液相Co,從而加強(qiáng)了顆粒間的連接強(qiáng)度，提 高了合金的靭性，保證了制備的少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金具有良好的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為WC原始粉體表面掃描電鏡照片；
[0024] 圖2為WC原始粉體透射電鏡照片：(a)WC顆粒透射電鏡明場像；(b) Q-210]帶軸 的選區(qū)電子衍射圖；(c)對應(yīng)的高分辨照片；
[0025]圖3為化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體表面的掃描電鏡照片；
[0026]圖4為化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體透射電鏡照片：(a) WC顆粒透射電鏡明場像； (b) [1-210]帶軸的選區(qū)電子衍射圖；(c)對應(yīng)的透射電鏡低倍照片；(d)圖（c)中A區(qū)域的 高分辨照片；(e)圖（c)中B區(qū)域的高分辨照片；（f)圖（c)中C區(qū)域的高分辨照片；
[0027] 圖5為WC-Co復(fù)合粉體表面掃描電鏡照片。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的制備方法，包括如下步驟1
[0030] 步驟一：將WC粉體加入至化學(xué)活化液中，室溫下超聲攪拌處理，靜止沉降后分離 化學(xué)活化液，再用去離子水清洗WC粉體；
[0031] 步驟二：將步驟一得到的WC粉體加入至化學(xué)鍍液中，于70?85°C水浴鍋保溫至 有氣泡產(chǎn)生，然后轉(zhuǎn)入40?6(TC超聲池進(jìn)行超聲攪拌化學(xué)鍍Co,，靜止沉降后分離化學(xué)鍍 液，用去離子水清洗粉體，干燥后得到低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體；
[0032] 步驟三：將步驟二得到的低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)，抽 真空使真空度達(dá)到8Pa以上，加壓至50MPa，升溫至1500?1700?保溫，卸壓冷卻后得到少 粘結(jié)相碳化鶴硬質(zhì)合金。
[0033] 按照本發(fā)明，所述WC粉體的晶粒尺寸優(yōu)選為〇· 2?0· 4um，更優(yōu)選為〇· 2?〇· 3um， 更優(yōu)選為〇. 2um。作為優(yōu)選方案，將WC粉體按lkg/L的裝載量加入至化學(xué)活化液中。在步 驟一和步驟二中均包括超聲攪拌的步驟，用于超聲攪拌的超聲波頻率優(yōu)選為4〇KHz，超聲波 功率優(yōu)選為300?400W,更優(yōu)選為 350?400W，更優(yōu)選為400W。對于所述步驟一，超聲攬拌 的時(shí)間優(yōu)選為15?30min，更優(yōu)選為20?30min。通過用去離子水清洗WC粉體，達(dá)到清潔 的目的，清洗次數(shù)優(yōu)選為2?5次，更優(yōu)選為3次。
[0034] 按照本發(fā)明，所述化學(xué)活化液優(yōu)選包括下述成分：
[0035] 40%氫氟酸（HF): 30-5Qml/L； 氟化銨 CNHaFI: i-4g/L； 65?硝酸（HN03): 2〇M0ml/L； 36%鹽酸（HCI): 10?30ml/L。
[0036] 更優(yōu)選的，所述化學(xué)活化液包括下述成分：
[0037] 40%M氟酸（HF)·· 40?50ml/L;
[0038] 氟化銨（NH4F): 3?4g/L; 65%硝酸（HN03): 30?40ml/L; 36%鹽酸（HC1): 20~30ml/L,
[0039] 更優(yōu)選的，所述化學(xué)活化液包括下述成分：
[0040] 40%MM酸（HF)·· 40rnl/L； 氟化銨（NH4F): 3g/L； 65%硝酸（HN03): 30ml/L； 36%鹽酸（HC1): 20ml/L。
[0041] 將wc粉體置于化學(xué)活化液中進(jìn)行化學(xué)活化預(yù)處理，目的在于使wc粉體顆粒表面 呈現(xiàn)微觀粗糙，產(chǎn)生許多具有活性層錯(cuò)和位錯(cuò)等缺陷，誘導(dǎo)在活性表面進(jìn)行化學(xué)鍍Co并增 強(qiáng)結(jié)合力。
[0042] 然后，將步驟一得到的WC粉體加入至化學(xué)鍍液中，所述化學(xué)鍍液優(yōu)選包括以下組 分：
[0043] 硫酸鈷(CoS04 · 7H20): 20?30g/L; 次亞磷酸鈉(NaH2P02 · H20) 20--3Og/L； 檸檬酸三鈉(Na3C6H507 · 2H20): 40?60g/L; 硼酸(H3B03): 20?30g/L;
[0044] 其中，所述化學(xué)鍍液的pH值為9?11。
[0045] 更優(yōu)選的，
[0046] 硫酸鈷(CoS04 · 7H20): 25g/L； 次亞磷酸鈉(NaH2P02 · H20) 25g/L； 梓檬酸三鈉(Na3C6H507 · 2H20): 50g/L；
[0047] 硼酸(H3B03): 25g/L；
[0048] 其中，所述化學(xué)鍍液的pH值為10。
[0049]在上述成分中，硫酸鈷為主鹽，次亞磷酸鈉為還原劑，檸檬酸三鈉為絡(luò)合劑，硼酸 為穩(wěn)定劑。
[0050]作為優(yōu)選方案，將步驟一得到的WC粉體按150g/L?1500g/L的裝載量加入至化 學(xué)鍍液中。在化學(xué)鍍Co反應(yīng)過程中有氣泡產(chǎn)生，待無氣泡產(chǎn)生化學(xué)鍍Co完畢。步驟二中， 通過用去離子水清洗粉體達(dá)到清潔的目的，清洗次數(shù)優(yōu)選為2?5次，更優(yōu)選為3次。所述 干燥具體為：將粉體在60?80°C下恒溫干燥6h。
[0051] 該步驟制備的低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體中鈷含量彡lwt%，所述的WC-Co復(fù)合粉 體所包含的Co的質(zhì)量百分比采用島津（Shimadzu)高精度（X10- 5g)分析天平稱量測定，具 體為：稱取原始干燥WC粉體為W1，對該WC粉體進(jìn)行化學(xué)鍍包覆得WC-Co復(fù)合粉體，稱量干 燥復(fù)合粉體為W2,復(fù)合粉體中Co的質(zhì)量為W = W2_W1，則復(fù)合粉體中Co的質(zhì)量百分含量為 Co wt% 二（W/W2) X100%。
[0052] 所述步驟三中升溫的速率為200°C /min，在ΙδΟΟ?l7〇(TC保溫的時(shí)間為5分鐘。 所述冷卻步驟具體為：隨爐冷卻至l〇(TC以下，取出空冷。
[0053] 本發(fā)明采用化學(xué)鍍法制備低鈷含量WC-CO復(fù)合粉體，粉體制備周期短，Co以織毛 線薄膜的形式包覆在WC顆粒表面，分布均勻，不存在局部Co富集現(xiàn)象；在SPS放電等離子 燒結(jié)過程中，由于在WC顆粒間存在液相Co,從而加強(qiáng)了顆粒間的連接強(qiáng)度，提高了合金的 韌性，保證了制備的少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金。
[0054] 本發(fā)明制備的少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金，與傳統(tǒng)硬質(zhì)合金相比，具有高的硬度，優(yōu) 異的耐磨性、耐腐蝕性和抗氧化性能，與現(xiàn)有少粘結(jié)相硬質(zhì)合金相比，粘結(jié)相組織分布更均 勻，具有較好的籾性，從而極大地延長合金在傳統(tǒng)領(lǐng)域的使用壽命，同時(shí)可以成為其它領(lǐng)域 傳統(tǒng)材料的替代品。
[0055]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說 明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0056] 本發(fā)明實(shí)施例采用的原料和化學(xué)試劑均為市購。
[0057] 實(shí)施例1
[0058] 步驟一：將平均晶粒尺寸為〇· 2mn的WC粉體按lkg/L的裝載量加入到化學(xué)活化液 (40%的冊401111幾，順4卩3§幾，65%的順03301111幾,36%1?：1201111幾）中，室溫下超聲（401〇^， 400W)攪拌處理15?30min ;靜止沉降后分離化學(xué)活化液，再用去離子水清洗化學(xué)活化預(yù)處 理后的WC粉體3次；
[0059] 步驟二：將步驟一所得到的不含Co的化學(xué)活化的純WC粉體，置于SPS放電等離子 燒結(jié)系統(tǒng)燒結(jié)：抽真空使真空度達(dá)到8Pa以上，加壓至50MPa,以200°C /min的升溫速率至 1700°C，保溫5分鐘，卸壓，隨爐冷卻至l〇〇°C以下取出空冷。經(jīng)測定，該試樣的相對密度為 98. 7%，硬度為 2712HV10,斷裂韌性為 8. 4MPa . m1/2。
[0060] 實(shí)施例2
[0061] 步驟一：將平均晶粒尺寸為0. 2um的WC粉體按lkg/L的裝載量加入到化學(xué)活化液 (40% 的 HF40ml/L，NH4F3g/L，65% 的 HN0330ml/L，36% HC120ml/L)中，室溫下超聲（40KHz， 400W)攪拌處理15?30min ;靜止沉降后分離化學(xué)活化液，再用去離子水清洗化學(xué)活化預(yù)處 理后的WC粉體3次；
[0062] 步驟二：將步驟一化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體按500g/L的裝載量加入到化學(xué)鍍 液中，先于70?85°C水浴鍋保溫，至有氣泡產(chǎn)生，轉(zhuǎn)入40?60°C超聲池進(jìn)行超聲（40KHz， 400W)攪拌化學(xué)鍍Co,反應(yīng)過程中有氣泡產(chǎn)生，待無氣泡產(chǎn)生化學(xué)鍍Co完畢,靜止沉降后分 離化學(xué)鍍液，再用去離子水清洗粉體 3次，將粉體放入6〇?8〇°C恒溫干燥箱干燥6h，根據(jù) 島津高精度分析天平對化學(xué)鍍前后粉體的稱量測定，得WC-Co復(fù)合粉體中Co的質(zhì)量百分含 量為 0. 33wt%。
[0063] 所述的化學(xué)鍍液配方如下：
[0064] 主鹽：硫酸鈷(CaS04 · 7H20): 25g/L, 還原劑：次Μ磷酸鈉 |NaH2PD2 · ;_0) : ：25g/L； 絡(luò)合劑?檸檬酸三鈉 (NaAH507 · 50g/L, 穩(wěn)定劑：硼酸(H3B03):: 25g/L； pH 値10。
[0065] 步驟三：將步驟二所得到的鈷含量為0. 33wt %的WC-Co復(fù)合粉體，置于SPS放電 等離子燒結(jié)系統(tǒng)燒結(jié)：抽真空使真空度達(dá)到8Pa以上，加壓至50MPa,以20(TC /min的升溫 速率至1500°C，保溫5分鐘，卸壓，隨爐冷卻至100°C以下取出空冷。經(jīng)測定，該試樣的相對 密度為99.5%，硬度為2655取10，斷裂韌性為9.21?&.111 1/2。
[0066] 分別對原始粉體、化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體進(jìn)行掃面電鏡和透射電鏡分析，對 WC-Co復(fù)合粉體進(jìn)行掃描電鏡分析。其中，圖1為WC原始粉體表面掃描電鏡照片，原始粉體 表面較光滑；圖2為WC原始粉體透射電鏡照片：(a)WC顆粒透射電鏡明場像；(b) [1-210]帶 軸的選區(qū)電子衍射圖；(c)對應(yīng)的高分辨照片。透射電鏡結(jié)果表明，原始WC中，大部分顆粒 (80% )中無微觀結(jié)構(gòu)缺陷；圖3為化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體表面的掃描電鏡照片，粉體 表面呈微觀粗糙，具有臺階裝缺陷；圖4為化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體透射電鏡照片：(a) WC顆粒透射電鏡明場像；(b) [1-210]帶軸的選區(qū)電子衍射圖；(c)對應(yīng)的透射電鏡低倍照 片；(d)圖（c)中A區(qū)域的高分辨照片；(e)圖（c)中B區(qū)域的高分辨照片；（f)圖（c)中C 區(qū)域的高分辨照片。透射電鏡結(jié)果表明，經(jīng)過化學(xué)活化預(yù)處理后的樣品中70%的顆粒帶有 微觀結(jié)構(gòu)缺陷。其缺陷類型主要是層錯(cuò)和位錯(cuò)。從圖4(c)中可以看出，該顆粒存在大量橫 向和縱向的層錯(cuò)。在對應(yīng)的放大圖中可以清楚的看出縱向?qū)渝e(cuò)為{0001}面滑移引起的，橫 向?qū)渝e(cuò)為{10-10}面滑移引起的。圖5為WC-Co復(fù)合粉體表面掃描電鏡照片，Co以織毛線 薄膜的形式包覆在WC顆粒表面，分布均勻。
[0067] 實(shí)施例3
[0068] 步驟一：將平均晶粒尺寸為0. 2um的WC粉體按lkg/L的裝載量加入到化學(xué)活化液 (40%的冊401111凡，腿/38/1，65%的圓03301111凡，36%!1(：1201111凡）中，室溫下超聲（401(!1 2， 400W)攪拌處理15?30min ;靜止沉降后分離化學(xué)活化液，再用去離子水清洗化學(xué)活化預(yù)處 理后的WC粉體3次；
[0069] 步驟二：將步驟一化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體按250g/L的裝載量加入到化學(xué)鍍 液中，先于70?85°C水浴鍋保溫，至有氣泡產(chǎn)生，轉(zhuǎn)入40?60°C超聲池進(jìn)行超聲（40KHz， 400W)攪拌化學(xué)鍍Co,反應(yīng)過程中有氣泡產(chǎn)生，待無氣泡產(chǎn)生化學(xué)鍍Co完畢，靜止沉降后分 離化學(xué)鍍液，再用去離子水清洗粉體3次，將粉體放入6〇?8(TC恒溫千燥箱干燥6h，根據(jù) 島津高精度分析天平對化學(xué)鍍前后粉體的稱量測定，得WC-Co復(fù)合粉體中Co的質(zhì)量百分含 量約為0· 61wt%。
[0070] 所述的化學(xué)鍍液配方如下：
[0071] 主鹽：硫酸鈷(CoS04.7H20)": 250λ 還摸劑：次亞磷酸鈉 (NaH2P02 *拓轉(zhuǎn)：： 25gLi 絡(luò)合劑檸檬酸三鈉 (Ν_6Η§07 · 2H|Q)i mgL； 穩(wěn)定劑i硼麗P3BQ· 25g/L; pH& j〇。
[0072] 步驟三：將步驟二所得到的鈷含量為〇· 3wt%的WC-Co復(fù)合粉體，置于SPS放電等 離子燒結(jié)系統(tǒng)燒結(jié)：抽真空使真空度達(dá)到8Pa以上，加壓至50MPa，以200? /min的升溫速 率至1500°C，保溫5分鐘，卸壓，隨爐冷卻至i〇(TC以下取出空冷。經(jīng)測定，該試樣的相對密 度為9 9.7%，硬度為2468HV10,斷裂籾性為9.6MPa · m1/2。
[0073] 實(shí)施例4
[0074]步驟一：將平均晶粒尺寸為0· 2um的WC粉體按lkg/L的裝載量加入到化學(xué)活化液 (40%的 HF40ml/L,NH4F3g/L，65%的 HN0330ml/L，36% HC120ml/L)中，室溫下超聲（40KHz， 400W)攪拌處理15?30min ;靜止沉降后分離化學(xué)活化液，再用去離子水清洗化學(xué)活化預(yù)處 理后的WC粉體3次；
[0075] 步驟二：將步驟一化學(xué)活化預(yù)處理后的WC粉體按l5〇g/L的裝載量加入到化學(xué)鍍 液中，先于70?85°C水浴鍋保溫，至有氣泡產(chǎn)生，轉(zhuǎn)入40?6〇°C超聲池進(jìn)行超聲（40KHz， 400W)攪拌化學(xué)鍍Co,反應(yīng)過程中有氣泡產(chǎn)生，待無氣泡產(chǎn)生化學(xué)鍍Co完畢，靜止沉降后分 離化學(xué)鍍液，再用去離子水清洗粉體 3次，將粉體放入6〇?8〇°C恒溫千燥箱干燥6h，根據(jù) 島津高精度分析天平對化學(xué)鍍前后粉體的稱量測定，得WC-Co復(fù)合粉體中Co的質(zhì)量百分含 量為 0· 98wt%。
[0076] 所述的化學(xué)鍍液配方如下：
[0077] 斑鹽；纖酸鈷(CoSQ^ Tf^O): 還原劑：次亞磷酸維(NaH2P02 · H20) : 25g/L； 絡(luò)合劑:，檸檬酸H_(Na3(36H5Q，2H20) ; 50g/L； 穩(wěn)走劑：硼酸(H3B〇3): 25g/L, fH 值10.
[0078] 步驟三：將步驟二所得到的鈷含量為0. 98wt %的WC-Co復(fù)合粉體，置于SPS放電 等離子燒結(jié)系統(tǒng)燒結(jié)：抽真空使真空度達(dá)到8Pa以上，加壓至50MPa，以l〇〇°C /min的升溫 速率至1500°C ,保溫5分鐘，卸壓，隨爐冷卻至100°C以下取出空冷。經(jīng)測定，該試樣的相對 密度為99.9%，硬度為24〇9狀10，斷裂靭性為10.4肥&.1111/2。
[0079] 以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對 于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行 若千改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種少粘結(jié)相碳化鎢硬質(zhì)合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一：將WC粉體加入至化學(xué)活化液中，室溫下超聲攪拌處理，靜止沉降后分離化學(xué) 活化液，再用去離子水清洗WC粉體； 步驟二：將步驟一得到的WC粉體加入至化學(xué)鍍液中，于70?85°C水浴鍋保溫至有氣 泡產(chǎn)生，然后轉(zhuǎn)入40?60°C超聲池進(jìn)行超聲攪拌化學(xué)鍍Co,靜止沉降后分離化學(xué)鍍液，用 去離子水清洗粉體，干燥后得到低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體； 步驟三：將步驟二得到的低鈷含量WC-Co復(fù)合粉體置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)，抽真空 使真空度達(dá)到8Pa以上，加壓至50MPa，升溫至1500?1700°C保溫，卸壓冷卻后得到少粘結(jié) 相碳化鎢硬質(zhì)合金。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述WC粉體的晶粒尺寸為0. 2? 0· 4um〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，用于超聲攪拌的超聲波頻率為 40KHz，超聲波功率為300?400W。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述化學(xué)活化液包括以下成分：
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，將WC粉體按lkg/L的裝載量加入至 化學(xué)活化液中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述化學(xué)鍍液包括以下組分： 其中，所述化學(xué)鍍液的pH值為9?11。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，將步驟一得到的WC粉 體按150g/L?1500g/L的裝載量加入至化學(xué)鍍液中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟二中干燥具體 為： 將粉體在60?80°C下恒溫干燥6h。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述WC-Co復(fù)合粉體中 所包含的Co的質(zhì)量百分比采用島津高精度分析天平進(jìn)行測定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟三中升溫的 速率為200°C /min，在1500?1700°C保溫的時(shí)間為5分鐘。
【文檔編號】C23C18/36GK104232967SQ201410532081
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】朱流, 王金芳, 涂志標(biāo), 薛飛 申請人:臺州學(xué)院