專利名稱：用于接合燒結(jié)碳化物的合金及其復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于接合燒結(jié)碳化物的合金及其復(fù)合材料，所述碳化物可用于耐磨工具或切削工具。
含有與結(jié)合相相結(jié)合的硬粒碳化物、氮化物或類似物的燒結(jié)碳化物可用于切削工具、塑料加工工具如軋輥和沖床，和用于土木工程的鉆孔工具，以及采礦場合，這是因?yàn)樗鼈兊挠捕雀咔夷湍ァＨ欢?，使用燒結(jié)碳化物的嚴(yán)重問題在于機(jī)械加工困難，所以費(fèi)用高，并且由于它們的韌性較低，易于損壞，所以它們具有有限的用途?？朔@種困難或限制所涉及的途徑是釬焊和熔接，以及機(jī)械固定，例如燒結(jié)碳化物與基體材料螺栓連接或熱壓配合，由此獲得了復(fù)合材料，其中所述基體材料如鋼價(jià)廉且機(jī)械加工性能好。
機(jī)械固定如螺栓連接、熱壓配合、以及夾緊必須為固定難以機(jī)械加工的燒結(jié)碳化物進(jìn)行額外的工作，由形狀、和機(jī)械加工考慮，最終會(huì)造成其用途上不可避免的限制。當(dāng)使用釬焊材料時(shí)，由于釬焊材料、燒結(jié)碳化物以及基體材料之間熱膨脹系數(shù)的不同所產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，往往使釬焊材料或燒結(jié)碳化物破裂。使用釬焊材料的另一個(gè)問題是它的熔點(diǎn)低于燒結(jié)碳化物或基體材料的熔點(diǎn)，所以它產(chǎn)生的復(fù)合材料耐熱溫度低，因此降低了強(qiáng)度。
有關(guān)使用釬焊材料的這種問題可以通過基體材料經(jīng)擴(kuò)散接合直接與燒結(jié)碳化物接合而被避免。然而，當(dāng)例如鋼與最有代表性的燒結(jié)碳化物之一的WC-Co型燒結(jié)碳化物擴(kuò)散接合時(shí)，正如在前述的釬焊情況下，由于巨大熱膨脹的差異而產(chǎn)生熱應(yīng)力，所以存在得不到任何優(yōu)質(zhì)的接合的問題，并且在擴(kuò)散層中形成脆性相。在鋼與WC-Ni型燒結(jié)碳化物接合時(shí)，通過擴(kuò)散接合也得不到任何優(yōu)質(zhì)的接合。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種接合合金，該合金即使與WC-Co或WC-Ni型燒結(jié)碳化物接合時(shí)，也能保證有足夠的接合強(qiáng)度而在接合處不形成脆性相。本發(fā)明另一個(gè)目的是提供高可靠性、高強(qiáng)度和高效能的便宜的燒結(jié)碳化物的復(fù)合材料，該材料包含燒結(jié)碳化物-接合合金-鋼體系。
上述目的通過下面如(1)-(6)所限定的實(shí)施方案能夠達(dá)到。
(1)用于與燒結(jié)碳化物接合的合金，其特征在于作為合金成分含有1.0-2.3％(質(zhì)量)的碳和15.5-34.7％(質(zhì)量)的鎢，其余為鈷和/鎳以及不可避免的雜質(zhì)。
(2)用于與燒結(jié)碳化物接合的合金，其特征在于作為合金成分含有1.0-2.3％(質(zhì)量)的碳，15.5-34.7％(質(zhì)量)的鎢和至多達(dá)30％(質(zhì)量)的鐵，其余為鈷和/或鎳以及不可避免的雜質(zhì)。
(3)按(1)或(2)所述的合金，其特征在于，還含有至多達(dá)3％(質(zhì)量)的硅和至多3％(質(zhì)量)的錳。
(4)按(1)-(3)中任一項(xiàng)所述的合金，其特征在于還含有至多達(dá)10％(質(zhì)量)的選自鉻、鉬、釩、鈮、鈦、鋯、和鉭中的至少一種元素。
(5)包含燒結(jié)碳化物和接合到所述燒結(jié)碳化物的接合合金而形成整體結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其特征在于所述接合合金是按(1)-(4)中任一項(xiàng)所列舉的合金。
(6)包含燒結(jié)碳化物和接合到所述燒結(jié)碳化物的接合合金和接合到所述接合合金的鋼而形成整體結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其特征在于所述接合合金是按(1)-(4)中任一項(xiàng)所列舉的合金。
在下文中，參照本發(fā)明最佳實(shí)施方案，對(duì)本發(fā)明作相當(dāng)詳細(xì)的說明。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)對(duì)于主要由硬粒碳化鎢或WC和與由鈷或Co，鎳或Ni、及其合金所組成的結(jié)合相相結(jié)合而構(gòu)成的WC-Co或WC-Ni型燒結(jié)碳化物來說，當(dāng)獲得沒有使合金脆化的η相或游離碳的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)是重要的，所以有必要把包括碳或C在內(nèi)的各合金成分的含量置于嚴(yán)密的控制之下。
即，優(yōu)質(zhì)燒結(jié)碳化物含有硬粒和富有延展性的Co、Ni或諸如此類的結(jié)合相(γ)。當(dāng)硬粒是WC時(shí)，結(jié)合碳量為6.13％。例如WC-16％Co型燒結(jié)碳化物，在6.06-6.3％的結(jié)合碳量時(shí)，包含WC加γ兩相。但是，當(dāng)結(jié)合碳量沒有達(dá)到6.06％時(shí)，則由于η相的形成而使合金變脆。另一方面，在結(jié)合碳量超過6.3％時(shí)，由于游離碳的形成再次使燒結(jié)碳化物脆化。
在這里考慮使燒結(jié)碳化物與另外的金屬在規(guī)定的溫度下接合的情況。在所述接合溫度下，如果與燒結(jié)碳化物接合的金屬(叫做接合金屬)的C電位低于燒結(jié)碳化物中結(jié)合相(γ)的C電位，則碳從燒結(jié)碳化物向接合金屬擴(kuò)散，導(dǎo)致燒結(jié)碳化物中結(jié)合相的C含量下降。同樣地，燒結(jié)碳化物中結(jié)合相的Co含量的下降，也能促使η相的形成。如果接合金屬的C電位高于燒結(jié)碳化物的C電位，接合金屬和燒結(jié)碳化物之間的接合界面，由于在該接合界面處形成游離碳而使其脆化。
本發(fā)明特殊目的在于盡可能地減小接合過程中在接合界面上C和Co或Ni含量的變化，由此獲得優(yōu)質(zhì)結(jié)合。
用于本發(fā)明的術(shù)語“燒結(jié)碳化物”可理解為包括主要由WC硬粒組成的合金。還可以理解為部分WC可被選自鉻或Cr、鉬或Mo、釩或V、鈮或Nb、鈦或Ti、鋯或Zr、以及鉭或Ta中至少一種元素的碳化物或氮化物所取代。用于本發(fā)明的術(shù)語“燒結(jié)碳化物中的結(jié)合相”可理解為主要由Co或Ni或其合金所組成的，并且含有形成燒結(jié)碳化物中硬粒的元素的量是與結(jié)合相中的平衡。
為了與本發(fā)明的燒結(jié)碳化物接合，對(duì)于合金化學(xué)組成的限制將在下面闡明。
本發(fā)明的接合合金經(jīng)擴(kuò)散與燒結(jié)碳化物接合。在這種情況下，低于1000℃的接合溫度是不可取的，因?yàn)榻雍鲜遣荒苓_(dá)到的，為了接合必須更長的加熱時(shí)間和過量的壓力。接合溫度超過1300℃仍然不可取，因?yàn)樵谄渲幸合嗟男纬?，使燒結(jié)碳化物大量變形。
在本發(fā)明中，使用含有1.0-2.3％(質(zhì)量)的碳和15.5-34.7％(質(zhì)量)鎢，其余為鈷和/或鎳的接合合金，用作相當(dāng)于在1000-1300℃的溫度下在燒結(jié)碳化物中結(jié)合相的化學(xué)組成的合金，在該溫度下它們經(jīng)擴(kuò)散接合而能基本上接合在一起。
當(dāng)碳含量沒有達(dá)到1.0％(質(zhì)量)或鎢含量超過34.7％(質(zhì)量)時(shí)，由于在燒結(jié)碳化物和接合合金之間的接合界面上形成η相而使燒結(jié)碳化物與接合合金的結(jié)合變脆。當(dāng)碳含量超過2.3％(質(zhì)量)或鎢含量沒有達(dá)到15.5％(質(zhì)量)時(shí)，燒結(jié)碳化物和接合合金的結(jié)合仍然變脆，這是由于在它們兩者之間的接合界面上形成游離碳的緣故。優(yōu)選的是，碳和鎢的含量按WC當(dāng)量計(jì)算約為1∶15.3-16.5或按WC的含量計(jì)算為15-37％(質(zhì)量)的范圍內(nèi)。
為了降低成本，將鐵或Fe加到接合合金中。然而，值得注意的是Fe是一種在燒結(jié)碳化物和接合合金間的接合界面上易于形成η相的元素。因此優(yōu)選是Fe含量的上限是30％(質(zhì)量)，因?yàn)镕e含量超過30％(質(zhì)量)時(shí)，燒結(jié)碳化物和接合合金間的接合界面脆化。
為了合金熔體脫酸，可往接合合金中加入硅或Si，和錳或Mn。用于接合到本發(fā)明的燒結(jié)碳化物的接合合金可利用的不僅是鑄件形式，也可以是合金粉末形式。尤其是，Si和Mn的加入對(duì)于防止噴霧噴嘴的阻塞問題是非常有效的，噴嘴阻塞是由熔體直接生產(chǎn)合金粉末時(shí)經(jīng)常遇到的。為了獲得這一效果而不偏離本發(fā)明涵義，可往接合合金中加入至多達(dá)3％(質(zhì)量)的硅，和至多達(dá)3％(質(zhì)量)的錳。
在接合合金要與之結(jié)合的燒結(jié)碳化物中的部分WC，可被Cr、Mo、V、Nb、Ti、Zr和Ta中的至少一種元素的碳化物或氮化物取代時(shí)，本發(fā)明的接合合金可含有總量中的至多達(dá)10％(質(zhì)量)的Cr、Mo、V、Nb、Ti、Zr、和Ta中的至少一種。當(dāng)這些元素的總量超過10％(質(zhì)量)時(shí)。接合合金與燒結(jié)碳化物的優(yōu)質(zhì)接合由于其脆性而是不能達(dá)到的。這就是取代元素(一種或多種)含量上限為10％(質(zhì)量)的原因。
用于接合到本發(fā)明的燒結(jié)碳化物的合金可采用通過常規(guī)的熔煉法熔化原料并澆鑄所得熔體而獲得的的澆鑄片。本發(fā)明的接合合金也可采用由霧化或機(jī)械破碎所得到的粉末形式，所得到的粉末可燒結(jié)也可不燒結(jié)。此外，本發(fā)明的接合合金能以含鈷、鎢、和碳的粉末混合物的粉末壓塊形式提供，該壓塊可燒結(jié)也可不燒結(jié)。通過電鍍，濺射和蒸發(fā)可以形成接合中間層。
當(dāng)以澆鑄片或燒結(jié)粉末的形式提供本發(fā)明的接合合金時(shí)，如有必要，首先將接合合金機(jī)械加工成所需的形式。再使這樣成型的接合合金與燒結(jié)碳化物在它們的接合表面上接觸。最后，在把壓力垂直施加到接合表面上時(shí)，于1000-1300℃的溫度下加熱組件，任選地接著加壓，以擴(kuò)散接合。這樣，就能獲得燒結(jié)碳化物/接合合金的復(fù)合材料。將燒結(jié)碳化物與鋼結(jié)合的復(fù)合材料另一實(shí)施方案中，先把接合合金疊加到燒結(jié)碳化物上，再把鋼疊加到接合合金上以形成組件，最后，按上文剛提到的對(duì)組件進(jìn)行加壓和加熱。
具有更高接合強(qiáng)度的復(fù)合材料的第三個(gè)實(shí)施方案中，含有燒結(jié)碳化物和本發(fā)明的接合合金的封裝組件或含有燒結(jié)碳化物，本發(fā)明的接合合金和鋼的封裝組件經(jīng)過HIP處理，而不經(jīng)前述同軸加壓和加熱。
在復(fù)合材料的第四個(gè)實(shí)施方案中，首先如上所述將本發(fā)明的接合合金和燒結(jié)碳化物接合。其次，接合合金與鋼通過適當(dāng)?shù)囊阎椒ㄈ绾附?、壓焊和擴(kuò)散接合而接合在一起。
當(dāng)本發(fā)明接合合金按粉末狀提供時(shí)，通過使用上述HIP法可獲得燒結(jié)碳化物/接合合金復(fù)合材料或燒結(jié)碳化物/接合合金/鋼復(fù)合材料。燒結(jié)碳化物/接合合金復(fù)合材料的另外一個(gè)實(shí)施方案是通過在壓制過程中或之后在用于燒結(jié)碳化物的粉末組分上層壓用于本發(fā)明接合合金的粉末成分，接著進(jìn)行燒結(jié)而制得的。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)1示于表1中的合金是使用感應(yīng)電爐通過熔煉法而制備的，并成型為錠，各重5kg。直徑12mm和長度50mm的接合合金圓棒是從各錠1/4處切出來的。此外，提供直徑12mm和長度為50mm的WC-13％(質(zhì)量)Co燒結(jié)碳化物圓棒。
接合合金圓棒，與面對(duì)面地放置的燒結(jié)碳化物圓棒一起，插入內(nèi)徑12mm、厚5mm和長120mm的低碳鋼套管中，依次于10-4乇的減壓下密封，如此密封的套管在1200atm、和1200℃下在HIP裝置內(nèi)處理3小時(shí)，接著，緩慢冷卻。然后使套管材料通過旋轉(zhuǎn)用切割工藝而除去以獲得直徑8mm、長100mm的彎曲試驗(yàn)樣品。發(fā)現(xiàn)彎曲試驗(yàn)樣品是優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料，其中接合合金緊緊地與燒結(jié)碳化物接合。
表1合金序號(hào) 化學(xué)成分(％重量)Co NiCW其它組分1余量-1.2519.1Si:1.2,Mn:0.92余量-2.0130.73余量 20.2 1.9830.34 - 余量 1.8227.85余量-2.0030.06余量-0.9019.97JIS SS41鋼在負(fù)載集中在接合合金和燒結(jié)碳化物接合處，使各彎曲試驗(yàn)件經(jīng)過三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，其支點(diǎn)間距離為80mm。結(jié)果列于表2，這表明在有燒結(jié)碳化物的合金1-5號(hào)的接合處未發(fā)現(xiàn)破裂，或達(dá)到了優(yōu)質(zhì)接合。表2實(shí)驗(yàn)序號(hào)合金序號(hào) 彎曲試驗(yàn)結(jié)果破裂時(shí)的最大應(yīng)力(MPa)破裂位點(diǎn)1 11,960 2 to 5mm*2 22,050 2 to 5mm*3 32,010 2 to 5mm*4 41,980 2 to 5mm*5 52,100 2 to 5mm*比較1 6 X斷裂比較2 7 X斷裂*在燒結(jié)碳化物的側(cè)面上在2-5處出現(xiàn)破裂**在機(jī)械加工過程中接合表面處出現(xiàn)斷裂。實(shí)驗(yàn)2從示于表1中的1-5號(hào)合金錠上切下直徑為12mm、厚3mm的接合合金圓盤。另外提供直徑12mm、長50mm的WC-13％(重量)的Co燒結(jié)碳化物圓棒和直徑12mm、長50mm的JIS SKD11鋼圓棒。按已說明的順序疊加的燒結(jié)碳化圓棒、接合合金圓盤和鋼圓棒的組件，放入內(nèi)徑12mm、厚1mm和長120mm的低碳鋼套管，再于10-4乇的減壓下密封。使這樣密封的套管置于HIP裝置中，于1200大氣壓和1200℃下處理3小時(shí)，接著緩慢冷卻。再通過旋轉(zhuǎn)用切割工藝除去套管材料，獲得直徑8mm和長度100mm的彎曲試驗(yàn)樣品。發(fā)現(xiàn)這種彎曲試驗(yàn)樣品是優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料，其中接合合金與燒結(jié)碳化物牢固地接合。
在負(fù)荷集中在接合合金與燒結(jié)碳化物接合處，支點(diǎn)間的距離為80mm時(shí)，使各彎曲試驗(yàn)樣品經(jīng)三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。結(jié)果列于表3中，表明在有燒結(jié)碳化物的1-5號(hào)合金的結(jié)合處，未發(fā)現(xiàn)破裂，或者達(dá)到了堅(jiān)實(shí)的接合。
表3實(shí)驗(yàn)序號(hào) 合金序號(hào) 彎曲試驗(yàn)結(jié)果破裂時(shí)的最大應(yīng)力(MPa)破裂位點(diǎn)6 12,0302 to 5mm*7 22,1502 to 5mm*8 32,0802 to 5mm*9 41,9802 to 5mm*10 52,0002 to 5mm**，見表2實(shí)驗(yàn)3把列于表1中的1號(hào)合金熔體霧化成粉末，然后分級(jí)獲得60-300目的合金粉末。另一方面，提供直徑12mm、長50mm的WC-13％(重量)Co燒結(jié)碳化物圓棒和直徑12mm、長50mm的JIS SKD11鋼圓棒。
首先，把燒結(jié)碳化物圓棒插入內(nèi)徑12mm、厚5mm和長120mm的低碳鋼套管，然后再把合金粉末(1.24克)放入并搗實(shí)進(jìn)套管。接著，把鋼圓棒插入套管，再在10-4乇的減壓下密封。這樣密封的套管置于HIP裝置中，于1200atm.和1200℃下處理3小時(shí)，接著緩慢冷卻。通過旋轉(zhuǎn)采用切割工藝除去套管材料，獲得直徑8mm和長為100mm的彎曲試驗(yàn)樣品。發(fā)現(xiàn)這種彎曲試驗(yàn)樣品是優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料，其中接合合金與燒結(jié)碳化物牢固地接合著。
在負(fù)荷集中在接合合金與燒結(jié)碳化物結(jié)合處時(shí)，使各彎曲試驗(yàn)樣品在支點(diǎn)之間距離為80mm時(shí)進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。結(jié)果表明在1-5號(hào)合金與燒結(jié)碳化物的結(jié)合處未發(fā)現(xiàn)破裂，或者達(dá)到了堅(jiān)實(shí)的接合。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明根據(jù)本發(fā)明，可以獲得燒結(jié)碳化物/接合合金復(fù)合材料和燒結(jié)碳化物/鋼復(fù)合材料，各種材料都具有改進(jìn)的接合強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)4使用感應(yīng)電爐通過熔煉方法制備列于表4中的合金，并成型為錠，各錠重5kg。由各錠1/4處切下直徑20mm和長15mm的合金圓棒。此外，提供直徑20mm和長20mm的WC-12％(重量)Co燒結(jié)碳化物棒。
表4合金序號(hào) 化學(xué)成分(％重量)Ni Fe CW8 余量 10 1.25 19.19 余量 20 1.25 19.110 余量 30 1.25 19.111 余量 40 1.25 19.1將接合合金棒和燒結(jié)碳化物棒以面對(duì)面的方式插入低碳鋼套管，將套管在10-4乇的減壓下密封。這樣密封的套管置于HIP裝置內(nèi)，在1,200atm.和1200下處理3小時(shí)，接著緩慢冷卻。在旋轉(zhuǎn)下用切割工藝除去套管材料后，棒組件由鋼絲切割切開，然后研磨而獲得彎曲試驗(yàn)樣品，它包括在其長度方向上的結(jié)合表面并具有3.0mm厚度、5.0mm寬度和30mm長度。發(fā)現(xiàn)這種彎曲試驗(yàn)樣品是優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料，其中接合合金牢固地與燒結(jié)碳化物接合。
厚度方向的負(fù)荷集中在接合合金與燒結(jié)碳化物接合處時(shí)，在支點(diǎn)間的距離為20mm下，使各彎曲試驗(yàn)樣品進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。列于表5中的結(jié)果表明，使用8-10號(hào)合金的11-13號(hào)實(shí)施例中的接合處沒有破裂，并且破裂時(shí)的最大應(yīng)力有高值，這表明達(dá)到了堅(jiān)實(shí)接合程度。然而，在高鐵含量的11號(hào)合金的3號(hào)對(duì)比例中，結(jié)合處表面破裂并對(duì)破裂時(shí)最大應(yīng)力顯示相當(dāng)?shù)偷闹怠１?實(shí)驗(yàn)序號(hào)合金序號(hào)彎曲試驗(yàn)結(jié)果破裂時(shí)的最大應(yīng)力(MPa)破裂位點(diǎn)11 8686 2 to 5mm*12 9588 2 to 5mm*13 10 392 2 to 5mm*比較例31198 結(jié)合表面*，見表2實(shí)驗(yàn)5如同實(shí)驗(yàn)4，具有表6所示的這種化學(xué)組成的12-14號(hào)合金，與Co含量為6-18％(重量)的超硬材料相接合，以獲得彎曲試驗(yàn)樣品。發(fā)現(xiàn)各樣品是優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料，其中接合合金緊緊地與燒結(jié)碳化物接合。
表6合金序號(hào) 化學(xué)成分(％重量)Co Ni C WNo.12 余量 - 1.2519.1No.13 - 余量1.2519.1No.14 12 余量1.2519.1厚度方向的負(fù)荷集中在接合合金與燒結(jié)碳化物接合處時(shí)，在支點(diǎn)間距離為20mm時(shí)，使各彎曲試驗(yàn)樣品進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。示于表7中的結(jié)果表明按本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)合處沒有破裂并且對(duì)破裂時(shí)最大應(yīng)力有很高的值，這表明達(dá)到了堅(jiān)實(shí)的接合。表7實(shí)驗(yàn)序號(hào) 結(jié)合結(jié)構(gòu)燒結(jié)碳化物接合合金(MPa)彎曲強(qiáng)度14WC-12％Co 合金.12 1,62615WC-15％Co 合金.12 1,66616WC-18％Co 合金.12 1,74417WC-6％Co 合金.13 1,27418WC-9％Co 合金.13 1,45019WC-12％Co 合金.13 1,47020WC 15％Co 合金.13 1,66621WC-18％Co 合金.13 1,74222WC-6％Co 合金.14 1,19223WC-9％Co 合金.14 1,68624WC-12％Co 合金.14 1,804表7(續(xù))實(shí)驗(yàn)序號(hào) 破裂位點(diǎn) 吸收能(J) 極大偏轉(zhuǎn)(mm) 形變狀態(tài)14 0.5mm*0.08 0.12 S.E.D.15 0.5mm*0.11 0.16 S.E.D.16 0.5mm*0.12 0.17 S.E.D.17 0.5mm*0.05 0.09 P.D.18 0.5mm*0.58 1.00 L.P.D.190.5mm*0.780.38L.P.D.20無破裂1.032.29V.L.P.D.21無破裂0.860.78V.L.P.D.220.5mm*0.110.17P.D.230.5mm*0.380.40L.P.D.24無破裂0.830.91V.L.P.D.
*，見表2S.E.D.基本彈性形變P.D.塑性形變L.P.D.大塑性形變V.L.P.D.非常大的塑性形變正如前述所見，本發(fā)明能提供一種接合合金，它能保證與WC-Co或WC-Ni型燒結(jié)碳化物的結(jié)合具有改進(jìn)的接合強(qiáng)度，不會(huì)在其中產(chǎn)生脆相。通過將接合合金與燒結(jié)碳化物接合在一起，有可能提供具有改進(jìn)接合強(qiáng)度的復(fù)合材料。這種復(fù)合材料的接合合金部分能經(jīng)受已知的機(jī)械加工、熱處理、放電處理和焊接，這樣就提高了燒結(jié)碳化物的實(shí)用性。通過采用接合合金作中間層使燒結(jié)碳化物和堅(jiān)韌的鋼接合在一起，有可能提供一種價(jià)廉的、但可靠的具有改進(jìn)接合強(qiáng)度的燒結(jié)碳化物/鋼復(fù)合材料。
盡管已經(jīng)描述了一些最佳實(shí)施方案但從上面所述，對(duì)本發(fā)明仍可進(jìn)行許多改進(jìn)和變更。也應(yīng)當(dāng)理解在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，除了特別說明外本發(fā)明是能實(shí)施的。
權(quán)利要求
1．一種用于接合燒結(jié)碳化物的合金，作為合金成分含有1.0-2.3％(質(zhì)量)的碳和15.5-34.7％(質(zhì)量)的鎢，其余為鈷和/或鎳以及不可避免的雜質(zhì)。
2．一種用于接合燒結(jié)碳化物的合金，作為合金成分含有1.0-2.3％(質(zhì)量)的碳，15.5-34.7％(質(zhì)量)的鎢和至多達(dá)30％(質(zhì)量)的鐵，其余為鈷和/或鎳以及不可避免的雜質(zhì)。
3．按權(quán)利要求1或2的所述的合金，它還含有至多達(dá)3％(質(zhì)量)的硅和至多達(dá)3％(質(zhì)量)的錳。
4．按權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的合金，它還含有至多達(dá)10％(質(zhì)量)的選自鉻、鉬、釩、鈮、鈦、鋯和鉭中的至少一種元素。
5．一種復(fù)合材料，它含有燒結(jié)碳化物和與所述燒結(jié)碳化物接合的接合合金以形成整體結(jié)構(gòu)，其中所述接合合金是一種按權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所列舉的合金。
6．一種復(fù)合材料，它含有燒結(jié)碳化物，一種與所述燒結(jié)碳化物接合的接合合金和與所述接合合金接合的鋼以形成整體結(jié)構(gòu)，其中所述接合合金是按權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所列舉的合金。
全文摘要
本發(fā)明的接合合金是基于Co、Ni或其合金,并含有1.0—2.3%(質(zhì)量)的C和15.5—34.7%(質(zhì)量)的W。用HIP以鑄件或粉末形式的接合合金經(jīng)擴(kuò)散接合而與WC－Co或WC－Ni型燒結(jié)碳化物結(jié)合成整體。可以獲得燒結(jié)碳化物和接合合金的復(fù)合材料,并且也可與鋼接合。接合合金還含有至多30%(質(zhì)量)的Fe,至多3%(質(zhì)量)的Si和至多3%(質(zhì)量)的Mn以及多達(dá)10%(質(zhì)量)選自Cr、Mo、V、Nb、Ti、Zr和Ta中至少一種。這樣可獲得具有改進(jìn)接合強(qiáng)度的結(jié)合合金,即使與WC－Co或WC－Ni型燒結(jié)碳化物接合其中也不會(huì)產(chǎn)生脆相,以及其復(fù)合材料。
文檔編號(hào)B22F7/06GK1209373SQ9811607
公開日1999年3月3日 申請(qǐng)日期1998年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月17日
發(fā)明者渡邊靖 申請(qǐng)人:大同特殊鋼株式會(huì)社