一种晶粒度梯度合金及其制备方法与流程

本发明涉及硬质合金生产，具体为一种晶粒度梯度合金及其制备方法。

背景技术：

1、硬质合金是以高硬度难容金属碳化物粉末为硬质相，以co、n i等金属为粘接相，通过传统的粉末冶金方法制备而成的复合材料，硬质合金具有耐磨性、强度、韧性等综合性能强的特点，被广泛应用于切削工具、石油钻采、耐磨零件等领域。随着现在科学技术的发展，市场终端用户对硬质合金的使用成本、效率方面要求越来越高，传统的硬质合金难以满足同时高硬度、高韧性的要求，在硬质合金材料中，硬度和韧性是一对矛盾体，提高硬度的同时，就要降低韧性为前提，所以很多专家很早就提出了，既要提高硬度又要提高韧性的梯度材料，梯度硬质合金研究较多的是成分梯度，即粘接金属co、n i在产品中从外至里呈递增分布。

2、目前梯度硬质合金制备方法有好多专利报道，包括瑞典山特和美国犹他大学的渗碳法、分层压制成型法、熔体浸渗法。渗碳法主要控制碳在合金内部溶度不同，从而形成钴分布不同，此工艺复杂，很难控制，不易形成工业化生产；分层压制法，容易均质化，很难形成梯度，且合金容易变形；熔体浸渗法需要在高温下，将合金浸入熔体，能耗高且不易控制梯度，目前的这些梯度合金制备方法，都是工艺复杂，难于掌控，很难形成工业化生产。

3、本发明提供一种简单可行，容易控制，可形成工业化生产制备梯度硬质合金方法，对现有硬质合金性能有重大突破。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种晶粒度梯度合金及其制备方法，解决了目前的梯度硬质合金制备方法具备能耗高、不易控制梯度，工艺复杂，难于掌控，很难形成工业化生产的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种晶粒度梯度合金，包括以下原料：

3、费氏粒度0.5-30.0μm的碳化钨、1.0-5.0μm的钴粉、1.0-10.0μm的活化剂、56号石蜡和无水酒精。

4、一种晶粒度梯度合金的制备方法，用于制备上述的一种晶粒度梯度合金，包括以下方法步骤：

5、步骤一、将原料配成钴含量为10％、活化剂含量为0-5％的混合料，混合料总碳为5.3-5.8％；

6、步骤二、将上述混合物放入球磨筒里，采用球料比为1-8:1，液料比为0.1-0.8升/公斤，进行湿磨处理，湿磨时间为5-50小时；

7、步骤三、卸出料浆，干燥后进行制粒处理，制成混合料；

8、步骤四、将混合料压制成方块产品，进入低压真空烧结炉烧结，脱蜡温度为300-500℃，保温时间为30-160分钟；

9、步骤五、烧结温度为1100-1300℃时，通入生物药剂气体，流量2-20升/分钟，保温时间30-210分钟；

10、步骤六、真空烧结温度为1300-1500℃，保温时间30-150分钟，加压3-10mpa；

11、步骤七、随炉冷却至常温；

12、步骤八、检测产品晶粒度分布。

13、优选的，所述步骤二中，球料为合金圆柱体，液料指的是无水酒精。

14、优选的，所述步骤三中，制成的混合料粒度为60-150μm。

15、优选的，所述步骤四中，烧结时通入氩气，流量为8-18升/分钟。

16、本发明提供了一种晶粒度梯度合金及其制备方法。具备以下有益效果：

17、本发明通过用一种活化剂作为载体，加入到碳化钨和钴粉中，经过湿磨、干燥、压制、烧结制备梯度合金，烧结时通入一种生物药剂气体，药剂和活化剂共同作用降低了碳化钨对温度的灵敏度，延缓碳化钨晶粒度长大趋势，由于药剂气体接触产品由表至里扩散，从而形成外部碳化钨晶粒度细，中间碳化钨晶粒度粗，形成一种碳化钨晶粒度呈梯度分布硬质合金，可根据工艺参数调整，生产出不同类型的碳化钨晶粒度呈梯度分布的硬质合金，使产品具有更佳性能优势，通过利用这种机理来制备晶粒度梯度硬质合金，工艺操作简单，容易控制，可实现工业化生产。

技术特征：

1.一种晶粒度梯度合金，其特征在于，包括以下原料：

2.一种晶粒度梯度合金的制备方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的一种晶粒度梯度合金，包括以下方法步骤：

3.根据权利要求2所述的一种晶粒度梯度合金的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，球料为合金圆柱体，液料指的是无水酒精。

4.根据权利要求2所述的一种晶粒度梯度合金的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，制成的混合料粒度为60-150μm。

5.根据权利要求2所述的一种晶粒度梯度合金的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，烧结时通入氩气，流量为8-18升/分钟。

技术总结本申请涉及硬质合金生产技术领域，公开了一种晶粒度梯度合金及其制备方法，包括以下原料：费氏粒度0.5‑30.0μm的碳化钨、1.0‑5.0μm的钴粉、1.0‑10.0μm的活化剂、56号石蜡和无水酒精，该晶粒度梯度合金的制备包括以下方法步骤：步骤一、将原料配成钴含量为10％、活化剂含量为0‑5％的混合料，混合料总碳为5.3‑5.8％；步骤二、将上述混合物放入球磨筒里，进行湿磨处理，湿磨时间为5‑50小时；步骤三、卸出料浆，干燥后进行制粒处理，制成混合料。通过用一种活化剂作为载体，加入到碳化钨和钴粉中，经过湿磨、干燥、压制、烧结制备梯度合金，烧结时通入生物药剂气体，降低了碳化钨对温度的灵敏度，延缓碳化钨晶粒度长大趋势，可根据工艺参数调整，操作简单，容易控制，可实现工业化生产。技术研发人员：邹爱忠,陈天晓,罗建飞受保护的技术使用者：赣州锐科合金材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13