本发明属于粉末冶金,具体为一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金及其制备方法。
背景技术:
1、硬质合金具有高硬度、耐磨、耐腐蚀等优点,被广泛应用在矿用工具、模具材料、切削工具、耐磨零件等领域,在推动国家工业制造和国民经济发展方面起着举足轻重的作用。然而矿用工具因其使用环境复杂多变,对硬质合金的综合性能提出了苛刻的要求,既要有好的硬度又要有好的韧性及耐冲击性能。在传统的矿用工具用硬质合金中会通过添加碳化钽以提升其使用寿命,但是碳化钽因其粒度大、硬度高,在球磨过程中难以破碎和分散,导致在硬质合金组织内以大量不规则形态第三相固溶体存在,在一定程度上降低了硬质合金的强度,降低了矿用工具的使用寿命。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的问题,本发明的主要目的是提出一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金及其制备方法。
2、为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,本发明提供了如下技术方案:
3、一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法,包括如下步骤:
4、s1、取wc和co,并加入聚钽氧烷和葡萄糖,球磨后喷雾造粒得到混合料;
5、s2、混合料压制成型后得到压坯,压坯置于烧结炉中进行热压烧结,烧结后随炉冷却得到碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金。
6、作为本发明所述的一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法的优选方案,其中:所述步骤s1中,wc与co的质量比为(85~98):(2~15)。
7、作为本发明所述的一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法的优选方案,其中:所述步骤s1中,聚钽氧烷添加量为wc和co总质量的4.20~5.50%。
8、作为本发明所述的一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法的优选方案,其中:所述步骤s1中,葡萄糖添加量为聚钽硅烷质量的80~85%。
9、作为本发明所述的一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法的优选方案,其中:所述步骤s1中,球磨介质为无水乙醇,球磨时添加wc和co总质量的1.5~3%的石蜡;球磨时间为2~10h,球料比为(2~8):1。
10、作为本发明所述的一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法的优选方案,其中:所述步骤s1中,喷雾造粒温度为160~180℃。
11、作为本发明所述的一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法的优选方案,其中:所述步骤s2中,烧结工艺为:
12、在氢气气氛下以10℃/min升温至250~280℃,保温30~60min;
13、在真空条件下以10℃/min升温至1150~1200℃,保温120~180min;
14、在真空条件下以5℃/min升温至1380~1420℃,保温60~120min;
15、通入氩气,控制炉内压力为8~10mpa,烧结温度为1450~1500℃,保温180~240min。
16、为解决上述技术问题,根据本发明的另一个方面,本发明提供了如下技术方案:
17、一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金,采用上述的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法制备得到。
18、作为本发明所述的一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的优选方案,其中:所述碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金不含不规则形态第三相固溶体,抗弯强度≥3580mpa。
19、本发明的有益效果如下:
20、本发明提出一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金及其制备方法,通过添加聚钽氧烷和葡萄糖原位生成碳化钽,既得到了超细的碳化钽,又使得碳化钽分散均匀,制备得到了碳化钽弥散分布的硬质合金;本发明充分利用了聚钽氧烷和葡萄糖原位反应的温度阶段,设置了相应的温度区间,并在硬质合金烧结工艺完成了碳化钽的转换。本发明制备得到的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金不含不规则形态第三相固溶体,抗弯强度≥3580mpa。
1.一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,wc与co的质量比为(85~98):(2~15)。
3.根据权利要求1所述的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,聚钽氧烷添加量为wc和co总质量的4.20~5.50%。
4.根据权利要求1所述的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,葡萄糖添加量为聚钽硅烷质量的80~85%。
5.根据权利要求1所述的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,球磨介质为无水乙醇,球磨时添加wc和co总质量的1.5~3%的石蜡;球磨时间为2~10h,球料比为(2~8):1。
6.根据权利要求1所述的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,喷雾造粒温度为160~180℃。
7.根据权利要求1所述的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,烧结工艺为:
8.一种碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金,其特征在于,采用权利要求1-7任一项所述的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金的制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金,其特征在于,所述碳化钽弥散分布的矿用工具用硬质合金不含不规则形态第三相固溶体,抗弯强度≥3580mpa。