本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種硬質(zhì)合金及其制造方法。
背景技術(shù)：
預(yù)計(jì)2016年我國硬質(zhì)合金的產(chǎn)量將到達(dá)3萬噸，工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到約230億元。硬質(zhì)合金具有很高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性，被譽(yù)為“工業(yè)牙齒”，用于制造切削工具、刀具、鉆具和耐磨零部件，廣泛應(yīng)用于軍工、航天航空、機(jī)械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領(lǐng)域，伴隨下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硬質(zhì)合金市場需求不斷加大。同時(shí)，未來高新技術(shù)武器裝備制造、尖端科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及核能源的快速發(fā)展，將不斷增加對高技術(shù)含量和高質(zhì)量穩(wěn)定性的硬質(zhì)合金產(chǎn)品的需求。
YG3X硬質(zhì)合金屬于硬質(zhì)合金領(lǐng)域的一個(gè)分支，YG3X相當(dāng)于ISO標(biāo)準(zhǔn)中的K01。YG3X硬質(zhì)合金密度為14.6-15.2g/cm2，抗彎強(qiáng)度不低于1320N/cm2，硬度不低于92HRA，適于鑄鐵、有色金屬及合金淬火鋼合金鋼小切削斷面高速精加工，但這樣參數(shù)的YG3X硬質(zhì)合金并不能完全滿足市場要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種磨耗比更佳的硬質(zhì)合金及其制造方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供以下技術(shù)方案：
一種硬質(zhì)合金，其主要由以下原材料制得：碳化鎢粉末、鈷粉、重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.1％-2.0％的WB(Me)以及重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.5％-10.0％的CBN微粉。
可選地，所述WB(Me)的粒度范圍為：0.5-5.0微米，所述CBN微粉的粒度范圍為：1.0-500.0微米。
可選地，所述硬質(zhì)合金為YG3X硬質(zhì)合金。
可選地，所述WB(Me)的粒度為0.1～1微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的1.94％；所述CBN微粉的粒度為20～30微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的1.94％。
可選地，所述WB(Me)的粒度為0.1～1微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.97％；所述CBN微粉的粒度為10～20微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.97％。
可選地，所述WB(Me)的粒度為1～2微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的1.46％；所述CBN微粉的粒度為1～3微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.58％。
可選地，所述WB(Me)的粒度為0.1～0.5微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.78％；所述CBN微粉的粒度為450～500微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的4.85％。
可選地，所述WB(Me)的粒度為3.0～5.0微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.15％；所述CBN微粉的粒度為200～250微米，其重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的9.71％。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例還提供以下技術(shù)方案：
一種硬質(zhì)合金的制造方法，包括將原材料：碳化鎢粉末、鈷粉、重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.1％-2.0％的WB(Me)以及重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.5％-10.0％的CBN微粉，以及成型用膠水充分混合，用四柱壓機(jī)在模具中壓制成柱狀，脫蠟后裝入復(fù)合葉臘石中使用六面頂壓機(jī)升溫升壓燒結(jié)，泄壓后取出。
可選地，所述升溫升壓燒結(jié)包括：首先將壓力線2分鐘升壓到60Mpa，保壓5秒之后開始加熱，10秒將加熱器的輸出電流升到1080安培，保溫3分鐘后再將電流110秒慢速升到1450安培，恒溫10分鐘停止供熱，功率線恢復(fù)到0，接著兩分鐘后泄壓，壓力線恢復(fù)到0，燒結(jié)全過程按照提供電流的時(shí)間來算，共15分鐘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明實(shí)施例在碳化鎢粉末和鈷粉中添加了重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.1％-2.0％的WB(Me)以及重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.5％-10.0％的CBN微粉，可提高本發(fā)明實(shí)施例的硬質(zhì)合金的耐磨性及韌性，其成品的磨耗比優(yōu)于現(xiàn)有的硬質(zhì)合金。
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的在YG3X硬質(zhì)合金制造方法中升溫升壓燒結(jié)的工藝圖。
【具體實(shí)施方式】
為了使本發(fā)明的目的、方法方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種YG3X硬質(zhì)合金，其主要由以下原材料制得：碳化鎢粉末、鈷粉、重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.1％-2.0％的WB(Me)以及重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.5％-10.0％的立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,CBN)微粉。其中碳化鎢粉末與鈷粉的重量比為100:3。
WB(Me)是鎢的硼系列化合物，其中Me是金屬的英文縮寫，貴金屬錸Re是其中的一種最佳選擇，還有其他可選金屬如鈦、各種稀土元素等，其顯微硬度為50Gpa。
所述WB(Me)的粒度范圍為：0.5-5.0微米。
所述CBN微粉的粒度范圍為：1.0-500.0微米。
本發(fā)明實(shí)施例在碳化鎢粉末和鈷粉中添加了重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.1％-2.0％的WB(Me)以及重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.5％-10.0％的CBN微粉，可同時(shí)提高本發(fā)明實(shí)施例的YG3X硬質(zhì)合金的耐磨性及韌性，其成品的磨耗比優(yōu)于現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種YG3X硬質(zhì)合金的制造方法，包括：將碳化鎢粉末、鈷粉、重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.1％-2.0％的WB(Me)、重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.5％-10.0％的CBN微粉，以及成型用膠水充分混合，用四柱壓機(jī)在模具中壓制成柱狀，脫蠟后裝入復(fù)合葉臘石中使用六面頂壓機(jī)升溫升壓燒結(jié)，泄壓后取出，即獲得本發(fā)明實(shí)施例的YG3X硬質(zhì)合金。
所述六面頂壓機(jī)采用的是韶關(guān)賽普超硬材料科技有限公司生產(chǎn)的6×3000T壓機(jī)。
本發(fā)明實(shí)施例采用六面頂壓機(jī)熱壓燒結(jié)制造獲得本發(fā)明實(shí)施例的YG3X硬質(zhì)合金，其耐磨性與韌性兼得，性能優(yōu)于由真空或者惰性氣體保護(hù)燒結(jié)方法獲得的YG3X硬質(zhì)合金。
實(shí)施例1
稱取10公斤2.8～3.5微米的碳化鎢粉末，0.3公斤1.0微米的鈷粉，0.3公斤成型用膠水，0.2公斤0.1～1微米的WB(Me)，以及0.2公斤20～30微米的CBN微粉，并將五者充分混合，用四柱壓機(jī)在模具中壓制成柱狀，100～800攝氏度脫蠟后裝入復(fù)合葉臘石中，然后按圖1所示的燒結(jié)工藝線使用六面頂壓機(jī)進(jìn)行燒結(jié)，圖中橫坐標(biāo)是時(shí)間軸，縱坐標(biāo)是壓力、功率定性表示。首先將壓力線2分鐘升壓到60Mpa，保壓5秒之后開始加熱，10秒將加熱器的輸出電流升到1080安培，保溫3分鐘后再將電流110秒慢速升到1450安培，恒溫10分鐘停止供熱，功率線恢復(fù)到0，接著兩分鐘后泄壓，壓力線恢復(fù)到0，燒結(jié)全過程按照提供電流的時(shí)間來算，共15分鐘。泄壓后取出本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)CBN微粉及WB(Me)材料改性后的YG3X硬質(zhì)合金試驗(yàn)塊，加工后測試試驗(yàn)塊密度為14.6～15.2g/cm2，抗彎強(qiáng)度不低于1850N/cm2，硬度不低于92HRA(對應(yīng)的HRC大于80)。用標(biāo)準(zhǔn)碳化硅砂輪分別測現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金及本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金，現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是2:20，本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是1.3:20。
實(shí)施例2
稱取10公斤1.0～2.0微米的碳化鎢粉末，0.3公斤1.0微米的鈷粉，0.3公斤成型用膠水，0.1公斤0.1～1微米的WB(Me)，以及0.1公斤10～20微米的CBN微粉，并將五者充分混合，用四柱壓機(jī)在模具中壓制成柱狀，100～800攝氏度脫蠟后裝入復(fù)合葉臘石中，使用六面頂壓機(jī)進(jìn)行燒結(jié)，流程同實(shí)施例1，泄壓后取出本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)CBN微粉及WB(Me)材料改性后的YG3X硬質(zhì)合金試驗(yàn)塊，加工后測試試驗(yàn)塊密度為14.6～15.2g/cm2，抗彎強(qiáng)度不低于2000N/cm2，硬度不低于93HRA(對應(yīng)的HRC大于80)。用標(biāo)準(zhǔn)碳化硅砂輪分別測現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金及本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金，現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是2:20，本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是1.4:20。
實(shí)施例3
稱取10公斤2.0～2.8微米的碳化鎢粉末，0.3公斤1.0微米的鈷粉，0.3公斤成型用膠水，0.15公斤1～2微米的WB(Me)，以及0.06公斤1～3微米的CBN微粉，并將五者充分混合，用四柱壓機(jī)在模具中壓制成柱狀，100～800攝氏度脫蠟后裝入復(fù)合葉臘石中，使用六面頂壓機(jī)進(jìn)行燒結(jié)，流程同實(shí)施例1，泄壓后取出本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)CBN微粉及WB(Me)新材料改性后的YG3X硬質(zhì)合金試驗(yàn)塊，加工后測試試驗(yàn)塊密度為14.6～15.2g/cm2，抗彎強(qiáng)度不低于2100N/cm2，硬度不低于93.5HRA(對應(yīng)的HRC大于80)。用標(biāo)準(zhǔn)碳化硅砂輪分別測現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金及本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金，現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是2:20，本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是1.8:20。
實(shí)施例4
稱取10公斤1.5-3.3微米的碳化鎢粉末，0.3公斤1.0微米的鈷粉，0.3公斤成型用膠水，0.08公斤0.1～0.5微米的WB(Me)，以及0.5公斤450～500微米的CBN微粉，并將五者充分混合，用四柱壓機(jī)在模具中壓制成柱狀，100-800攝氏度脫蠟后裝入復(fù)合葉臘石中，使用六面頂壓機(jī)進(jìn)行燒結(jié)，流程同實(shí)施例1，泄壓后取出本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)CBN微粉及WB(Me)新材料改性后的YG3X硬質(zhì)合金試驗(yàn)塊，加工后測試試驗(yàn)塊密度為14.6-15.2g/cm2，抗彎強(qiáng)度不低于2000N/cm2，硬度不低于94.5HRA(對應(yīng)的HRC大于80)。用標(biāo)準(zhǔn)碳化硅砂輪分別測現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金及本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金，現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是2:20，本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是1.6:20。
實(shí)施例5
稱取10公斤2.1-2.0微米的碳化鎢粉末，0.3公斤1.0微米的鈷粉，0.3公斤成型用膠水，0.015公斤3.0～5.0微米的WB(Me)，以及1.0公斤200～250微米的CBN微粉，并將五者充分混合，用四柱壓機(jī)在模具中壓制成柱狀，100-800度脫蠟后裝入復(fù)合葉臘石中，使用六面頂壓機(jī)進(jìn)行燒結(jié)，流程同實(shí)施例1，泄壓后取出本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)CBN微粉及WB(Me)新材料改性后的YG3X硬質(zhì)合金試驗(yàn)塊，加工后測試試驗(yàn)塊密度為14.6-15.2g/cm2，抗彎強(qiáng)度不低于2200N/cm2，硬度不低于95HRA(對應(yīng)的HRC大于80)。用標(biāo)準(zhǔn)碳化硅砂輪分別測現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金及本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金，現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是2:20，本發(fā)明實(shí)施例改性后的YG3X硬質(zhì)合金相對砂輪磨耗是1.7:20。
在本發(fā)明實(shí)施例中，在碳化鎢粉末和鈷粉中添加了重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.1％-2.0％的WB(Me)以及重量比為碳化鎢粉末和鈷粉的0.5％-10.0％的CBN微粉，可同時(shí)提高本發(fā)明實(shí)施例的YG3X硬質(zhì)合金的耐磨性及韌性，其成品的磨耗比優(yōu)于現(xiàn)有的YG3X硬質(zhì)合金。同時(shí)本發(fā)明實(shí)施例采用六面頂壓機(jī)熱壓燒結(jié)工藝制造，獲得的YG3X硬質(zhì)合金的性能參數(shù)優(yōu)于現(xiàn)有的真空或者由惰性氣體保護(hù)燒結(jié)方法獲得的YG3X硬質(zhì)合金。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。