專利名稱：：用于手表和裝飾的超硬合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于手表和外部裝飾部件的超硬合金，特別是，本發(fā)明涉及抑制有害重金屬所致的皮膚過敏、改進(jìn)已加工表面的耐蝕性和光澤度以及提高用以加強(qiáng)抗刮傷性的硬度的超硬合金。通常，手表或用于外部裝飾部件的材料應(yīng)當(dāng)具有令人滿意的使其獲得高抗刮傷性的高硬度、抗汗水腐蝕的耐蝕性以及抗磁等性能。作為具有這些必要條件的傳統(tǒng)合金，日本特許公開說明書特開昭59-13045曾公布了一種合金，該合金提高了可抗沖擊的韌性并保證其具有耐蝕性。在上述專利申請中所述傳統(tǒng)合金含有大量的金(價格昂貴)、鈷(全世界的儲藏分布量有限)、碳化物和氮化物。因此，生產(chǎn)成本高昂。此外，雖然在作為外部裝飾部件時為提高抗刮傷性而要求高硬度，但該傳統(tǒng)合金的硬度(Hv)只有1030～1100。加之，其中使用大量的鎳(它對人體是一種有害的重金屬)可導(dǎo)致皮膚過敏。進(jìn)而，在超硬合金中，化學(xué)性能諸如耐蝕性受粘結(jié)相(bindingphase)的影響。由于粘結(jié)金屬相引起超硬合金的腐蝕，通過消除粘結(jié)相可改善其耐蝕性能。本發(fā)明目的在于，克服上述缺點和提供一種無粘結(jié)的超硬合金，該合金具有較小的因所含有害重金屬所致的皮膚過敏性、改進(jìn)的已加工表面的耐蝕性和光澤度以及增強(qiáng)的具有抗刮傷性的硬度。本發(fā)明的合金包含1～40(重量)％的TiC、TiN或其混合物、0.05～1.0(重量)％的Co、Ni或其混合物、其余量是不可避免的雜質(zhì)以及WC。在本發(fā)明的合金中還可加入0.1～5.0(重量)％的選自TaC、NbC、VC、ZrC、HfC、Mo2C、Cr3C2中的一種或多種碳化物。在本發(fā)明超硬合金中加入少量TaC、NbC、VC、ZrC、HfC、Mo2C和/或Cr3C2是為了抑制晶料生長；而加入TiC是為了減輕最終材料的重量；加入TiN是為了強(qiáng)化合金的性能。眾所周知，當(dāng)?shù)尤胍訵C-TiC組合物為基的超硬合金中時，抑制在燒結(jié)期間的一氮化物相的晶料生長并制成微細(xì)合金結(jié)構(gòu)，因此可大大改善合金的強(qiáng)度和抗氧化性能。按照本發(fā)明，通加入很少量的粘結(jié)相(鈷、鎳或其混合物)而實施燒結(jié)工序，從而在較低燒結(jié)溫度下也能得到具有良好結(jié)構(gòu)，而幾乎無孔隙和無晶料生長的完整合金。如果粘結(jié)相的含量太低，則由于碳化物的晶粒生長增加和結(jié)構(gòu)變成不均勻性而不能滿足要求。另一方面，如果粘結(jié)相的含量太高，則作為常規(guī)技術(shù)，使硬度有所增加，但是碳含量降低，從而增加有害η-相的形成以及降低表面的硬度和光澤度。盡管可只使用Co粘結(jié)相，但是為改善合金強(qiáng)度和合金的穩(wěn)定性，使用Co和Ni的混合粘結(jié)相更令人滿意。這樣，本發(fā)明合金的第一個特征是比其它手表或裝飾材料具有優(yōu)越的已加工表面的光澤度。這是因為本發(fā)明合金的結(jié)構(gòu)沒有粘結(jié)相并含有很細(xì)而均勻的碳化物，從而避免不均勻的粘結(jié)(微小的不均勻性，它是在合金表面磨損時由較低硬度部分的過度磨損和較高硬度部分的較少磨損所引起的)。由于高硬度的碳化物相和低硬度的粘結(jié)金屬相之間的硬度差異而導(dǎo)致的在其表面上的不均勻粘結(jié)，而使常規(guī)的超硬合金的光澤度低。其次，本發(fā)明合金具有比一般超硬合金硬度(Hv)約1400-1800(在上述日本特許公開號59-13045情況下，硬度僅1030～1100)高得多的硬度(2200Hv或更高)，因此，具有優(yōu)良的抗刮傷性。盡管常規(guī)的超硬合金，當(dāng)粘結(jié)相量增加時其硬度降低，但本發(fā)明合金幾乎沒有粘結(jié)相，而具有高硬度。第三，本發(fā)明合金含有很少量的粘結(jié)相，所以不會產(chǎn)生因含有害重金屬所引起的問題或皮膚過敏。第四，本發(fā)明合金具有非常低的磁性(實質(zhì)上無磁性)，因此，它屬于非磁材料。例如，本發(fā)明合金的磁飽和值約為WC-10(重量)％Co的超硬合金的5％。第五，本發(fā)明合金具有很優(yōu)越的耐蝕性。超硬合金的腐蝕是因粘結(jié)相的腐蝕所引起的。因此，幾乎不含粘結(jié)相的本發(fā)明材料沒有導(dǎo)致腐蝕的主要起因，因此，具有優(yōu)越的耐蝕性。現(xiàn)在通過以下實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。實施例考慮到表面光澤度和燒結(jié)性能，本發(fā)明采用相當(dāng)細(xì)顆粒的原料粉，其中WC≤2μm，TiC和TiN≤1.5μm，TaC、NbC、VC≤1μm，Co為1μm，Ni為4μm。其成分示于以下表1中。原料(粉)的混合是以濕法進(jìn)行，其中，球和粉的加料比為3.5∶1，混合速率為88rpm，混合時間為48小時。合金的燒結(jié)在真空下、在1450℃燒結(jié)1小時。HIP(等靜熱壓機(jī))處理是在1330℃和氬氣氣氛(1200大氣壓)下進(jìn)行。在表1上所列的耐蝕性是通過觀察在具有表2所列組分的溶液中浸漬48小時后的合金表面的濁度而進(jìn)行鑒定的。表1合金成分和物理性能<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="745">合金成分(重量％)WCTiCTiNTaCNbCHfCMo2CZrC本發(fā)明195.032295.032390.064495.032586.8120.840.36686.8230.840.38780.2181.260.54873.6241.680.72968.0292.030.871086.8661.201173.612122.401286.8660.840.361380.2991.260.541480.21080.760.541596.031687.6120.41780.2180.11.50.1JP59-130451475-851565-75101650-68201733-43VC1225</table></tables><p>表2腐蝕溶液的組成如上所述，本發(fā)明超硬合金在表面光潔度、硬度、耐蝕性、密度、非磁性、解毒性等各方面均具有優(yōu)良性能，因此，它作為手表和裝飾用材料是引入注目的。此外，它可廣泛地用于要求高耐蝕性和高硬度的產(chǎn)品領(lǐng)域，諸如噴嘴、用于唱片的模型、機(jī)械密封件、光學(xué)透鏡等。權(quán)利要求1.用于手表和裝飾的超硬合金，它含有，1～40(重量)％的TiC、TiN或其混合物，0.05～1.0(重量)％的Co、Ni或其混合物、其余量是不可避免的雜質(zhì)以及WC。2.用于手表和裝飾的超硬合金，它含有，1～40(重量)％的TiC、TiN或其混合物，0.05～1.0(重量)％的Co、Ni或其混合物、0.1～5.0(重量)％的選自TaC、NbC、HfC、ZrC、Mo2C、Cr3C2和VC的一種或多種碳化物，其余量是不可避免的雜質(zhì)和WC。全文摘要本發(fā)明涉及抑制因有害重金屬所致的皮膚過敏并具有高耐蝕性和硬度的超硬合金。本發(fā)明合金含有1～40(重量)%的TiC、TiN或其混合物、0.05～1.0(重量)%的Co、Ni或其混合物、其余量是不可避免的雜質(zhì)和WC。在上述合金中還可再含有0.1～5.0(重量)%的選自TaC、NbC、HfC、ZrC、Mo文檔編號C22C29/06GK1172168SQ96110830公開日1998年2月4日申請日期1996年7月30日優(yōu)先權(quán)日1996年7月30日發(fā)明者趙基鴻,樸權(quán)成,梁修濟(jì)申請人:大韓重石株式會社