一种表面富钴的超细晶梯度硬质合金及其制备方法

摘要

本发明属于硬质合金制造领域，具体涉及一种表面富钴的超细晶梯度硬质合金及其制备方法。本发明的表面富钴的超细晶梯度硬质合金金相组织是以WC和立方相碳氮化物为芯部硬质相，以钴为粘结相形成10~40μm厚的表面富钴的梯度层，其中硬质相和梯度层中WC晶粒的平均尺寸为0.2-0.4μm，表面富钴的梯度层中的钴含量为硬质合金标称钴含量的1.2-2倍，表面富钴的梯度层中不含有立方相碳氮化物；制备方法是首先进行配料，湿磨并压制成料坯，在达到液相烧结温度之前充入压力5~10MPa的惰性气体，液相烧结温度为1350~1500℃。本发明通过在液相烧结阶段充入一定压力的气体，制备出表面富钴的超细晶梯度硬质合金，细化了WC晶粒，获得了一定厚度的表面富钴层，缩短了烧结周期，降低了生产成本。

主权项

一种表面富钴的超细晶梯度硬质合金的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）采用添加碳氮化物的硬质合金原料进行配料，其成分按质量百分比为：2‑6%Ti(C,N)、6‑15%Co、0‑0.5%VC、0.2‑0.8%Cr₃C₂和0‑0.5%炭黑，余量为WC；所述的WC粉末的平均粒度为0.4μm，Ti(C,N)粉末的平均粒度为0.2~1.5μm，C与N的原子比是0.5：0.5，Co粉末的平均粒度为1μm， VC和Cr₃C₂粉末的平均粒度小于1μm；（2）将上述原料混合后加入湿式球磨机中湿磨，将湿磨后的混合料浆静置8~12h，然后放入真空干燥箱内于60~90℃保温1~2h，干燥后用40目筛网过筛，将过筛后的粉料用压机和模具压制成料坯，压力为5~20吨，保压时间为5~30s；（3）将料坯置于真空炉中，将真空炉抽真空到10Pa以下开始升温，升温至400~600℃并保温1~6h，同时通入氢气，进行脱蜡、脱氧，之后排空炉腔内的氢气继续升温，在达到液相烧结温度之前充入压力5~10MPa的惰性气体，液相烧结温度为1350~1500℃，在惰性气体压力下保温0.1~2h，保温结束后随炉冷却至室温，得到表面富钴的超细晶梯度硬质合金，其金相组织是以WC和立方相碳氮化物为芯部硬质相，以钴为粘结相形成10~40μm厚的表面富钴的梯度层，其中硬质相和梯度层中WC晶粒的平均尺寸为0.2‑0.4μm，表面富钴的梯度层中的钴含量为硬质合金标称钴含量的1.2‑2倍。