一种超细晶无粘结剂硬质合金制造方法

摘要

一种制备超细晶无粘结剂硬质合金的方法，属于粉末冶金法制造硬质合金领域。将纳米WC粉在超声或搅拌的条件下均匀分散于含有少量活化元素盐及其它碳化物形成元素盐的无水乙醇或丙酮溶液中，低温真空干燥后经强排水透气式管式炉低温还原得到混合粉末，然后将该混合粉末在超声条件下均匀分散于酚醛树脂酒精液中，低温真空干燥后经真空处理得到配碳后的混合粉末，然后经过放电等离子烧结系统，得到性能优异的超细晶无粘结剂硬质合金产品。优点在于，混合均匀，经过低温SPS，减小合金晶粒尺寸，得到一种具有高硬度、优异的耐磨、耐腐蚀、抗氧化性能的超细晶无粘结剂硬质合金。

主权项

1.一种超细晶无粘结剂硬质合金制备方法，采用纳米WC粉为原始粉末，添加活化烧结元素和其它碳化物，酚醛树脂真空配碳后经放电等离子烧结得到超细晶无粘结剂硬质合金；工艺为：a、纳米WC粉与活化元素和其它添加物的均匀混合采用超音速喷雾热转换-酚醛树脂真空碳化和催化凝胶-真空气相碳化得到的纳米WC粉末为原始粉末，将活化元素的硝酸盐或氯化物以及形成其它碳化物的元素的可溶性盐或化合物，溶于无水乙醇或丙酮溶液，然后将纳米WC粉末在搅拌或超声条件下均匀分散在上述无水乙醇或丙酮溶液；搅拌速度：300～1500rpm，搅拌时间：15～60min；超声频率：30～100kHz，超声时间10～70min；将上述分散有WC粉的乙醇或丙酮溶液在60～100℃温度、真空度＜10Pa干燥后，在氢气气氛中还原得到均匀分散的混合粉末；还原工艺为：强排水透气式管式炉，还原温度：300～500℃，还原时间：30～90min，氢气流量：20～45ml/min·cm2；b、酚醛树脂低温真空配碳配置0.05～0.2g/ml的酚醛树脂酒精溶液，按裂解后的碳相对纳米WC的0.2～6wt％，将步骤a所得的混合粉末在超声条件下均匀分散在酚醛树脂酒精溶液；超声条件为：超声频率：30～100kHz，超声时间120～300min；60～100℃真空干燥后，研磨破碎，然后经：700～900℃，真空度＜20Pa，30～90min的真空处理，得到烧结合金所需的混合粉末；c、超细晶无粘结剂硬质合金的烧结采用放电等离子烧结法将步骤b所得的混合粉末，烧结工艺为：烧结温度：1300～1600℃，升温速度：150～250℃/min，保温时间：0～5min，真空度：5～15Pa，初始压力：10～20MPa，最终压力：30～60MPa；烧结后得到相对密度97％以上的超细晶无粘结剂硬质合金产品，晶粒度≤0.3μm。