专利名称：一种硬质合金混合料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硬质合金混合料的制备方法。
背景技术：
硬质合金是结构庞大、名目繁多的材料阵容中的一员，被誉为“工业的牙齿”。钨钴 硬质合金由WC和Co组成，具有很高的抗弯强度和韧性，导热性好，具有高硬度、高耐磨性和 高热稳定等性能，广泛应用于采矿工具、重力切削工具、模具等领域。目前我国硬质合金技术水平取得了很大的进步，但国内厂家普遍采用传统的球磨 混合方法制备硬质合金混合料，所制得的混合料中WC与Co分布并不均勻，易带入杂质。并 且，由于球磨过程很难控制WC颗粒度的分布，这样会导致所制备的硬质合金的质量控制变 得困难，限制了高品质硬质合金材料的开发和规模化生产。国内外都有包覆法制备硬质合 金混合料的研究，但制造成本较高，且易带入新的杂质，
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种既能提高混合料均勻度、又 能保持WC粒度和粒度分布、还不会带入杂质的硬质合金混合料的制备方法。本发明的技术方案是以醋酸钴(Co (C2H3O2) 2 · ·4Η20)、WC粉和氨水为原料，硬质合金混合料的配比范围 94%WC+6%Co至85%WC+15%Co ；氨根离子与钴离子的比值范围质量比2 1至4 1，以 蒸馏水或无水乙醇或酒精作为沉淀反应溶剂，常温下将醋酸钴加入溶剂中，搅拌均勻，配制成 浓度为wt 10% wt的溶液；按合金牌号要求的WC与Co量的比例加入预先研磨好的碳 化钨粉(也可研磨后，再分级)，机械搅拌；缓慢滴加氨水，将溶液PH值控制在8 12间，此 时溶液中将发生沉淀反应，沉淀反应温度范围从20°C至90°C，持续机械搅拌至反应结束 ’然 后，用离心机将反应后的混合物与液体分离；将反应产物置于烘箱内低温烘干，干燥温度为 60°C 120°C。然后装入不锈钢舟，料层厚度小于5cm，再置于流动氢气中于350°C 600°C还 原，氢气流量0. 5m3/h 7m3/h。还原完成后，将还原料球磨0. 5h 1. 5h打散，即得到硬质合 金混合料。然后，再通过掺加成形剂、压制、真空或低压烧结等工序，得到硬质合金制品。本发明运用钴盐溶液化学沉淀法、结合氢气还原法制备硬质合金混合料，使钴元 素能均勻地分布在WC周围，避免了因球磨工序带来的各种不利因素，降低制造成本，有效 提高合金力学性能和控制硬质合金质量的稳定性。本发明的的方法可以生产出均勻的混合 料，并且不会破碎WC颗粒，保持了 WC颗粒原有的平均粒度和粒度分布，还不会带入杂质，工 艺操作简单，过程易于控制。若结合WC粉末分级技术，可以实现混合料中WC平均粒度和粒 度分布的有效控制。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步说明。
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实施例1常温下将醋酸钴(Co(C2H3O2)2 · 4H20)加入蒸馏水中，配制成浓度为10% wt的溶 液，按YG6C成分配比(94%WC+6%Co)加入WC粉并机械搅拌，按氨根离子与钴离子的摩尔 比为2 1的量缓慢滴加氨水(NH3 ·Η20)，ρΗ控制在11左右，此时溶液将发生沉淀反应，沉 淀反应温度为25°C，持续机械搅拌至反应结束；然后，用离心机将反应物与液体分离；反应 物置于烘箱内于70°C低温烘干后装入不锈钢舟，料层厚度小于5cm，再置于氢气还原炉中 还原，还原炉分为三个温度带，还原工艺一带的温度为250°C、二带的温度350°C、三带的 温度450°C，氢气流量3. 8m3/h，推舟速度2舟/h ；还原完成后将试样球磨打散半小时得到钨 钴混合料，掺加成形剂、压制、烧结得到硬质合金制品。采用上述生产工艺制得的YG6C硬质合金与传统工艺制得的合金综合测试结果对 比如下
性能本发明制备的合金传统工艺制备的合金密度(g/cm3)15. 0115. 00硬度(HRA)89. 989. 0断裂强度(N/mm2)25302160冲击韧性(N · m/cm2)3. 443. 24实施例2常温下将醋酸钴(Co (C2H3O2)2 · 4H20)加入无水乙醇中，配制成浓度为2% wt的溶 液，按YG6C成分配比(94%WC+6%Co)加入WC粉并机械搅拌，按氨根离子与钴离子的摩尔 比为4 1的量缓慢滴加氨水(NH3 ·Η20)，ΡΗ值控制在11左右，此时溶液将发生沉淀反应， 沉淀反应温度为25°C，持续机械搅拌至反应结束；然后，用离心机将反应物与液体分离；持 续机械搅拌至反应结束。反应物置于烘箱内于60°C低温烘干后装舟，再置于氢气还原炉中 还原，还原炉分为三个温度带，还原工艺一带的温度为250°C、二带的温度为300°C、三带 的温度为400°C，氢气流量4. 5m3/h，推舟速度2舟/h ；还原完成后将试样球磨打散半小时得 到钨钴混合料，掺加成形剂、压制、烧结得到硬质合金制品。采用上述生产工艺制得的YG6C硬质合金性能测试结果如下
性能密度(g/cm3)硬度(HRA)断裂强度(N/m2)冲击韧性(N · m/cm2)结果15. 0190. 125003. 43 实施例3: 常温下将醋酸钴(Co(C2H3O2)2 ·4Η20)加入酒精中，配制成浓度为5% wt的溶液，按YG13C成分配比(87%WC+13%Co)加入WC粉并机械搅拌，按氨根离子与钴离子的摩尔比为 3 1的量缓慢滴加氨水(NH3 · H2O), PH值控制在12左右，此时溶液将发生沉淀反应，沉淀 反应温度为25°C，持续机械搅拌至反应结束；然后，用离心机将反应物与液体分离；持续机 械搅拌至反应结束。反应物置于烘箱内于80°C低温烘干后装舟，再置于氢气还原炉中还原， 还原炉分为三个温度带，还原工艺一带的温度为250°C、二带的温度为350°C、三带的温度 为500°C，氢气流量5m3/h，推舟速度2舟/h ；还原完成后将试样球磨打散半小时得到钨钴混 合料，掺加成形剂、压制、烧结得到硬质合金制品。采用上述生产工艺制得的YG13C硬质合金性能测试结果如下
权利要求
一种硬质合金混合料的制备方法，其特征在于以醋酸钴(Co(C2H3O2)2··4H2O)、WC粉和氨水为原料，硬质合金混合料的配比范围94％WC+6％Co至85％WC+15％Co；氨根离子与钴离子的比值范围质量比2∶1至4∶1，以蒸馏水或无水乙醇或酒精作为沉淀反应溶剂，常温下将醋酸钴加入蒸馏水中，配制成浓度为1％wt～10％wt的溶液；按合金牌号配量加入WC粉并机械搅拌，缓慢滴加氨水，将溶液pH值控制在8～12间；持续机械搅拌至沉淀反应结束，反应物经干燥、氢气还原制得碳化钨 钴混合料。
2.根据权利要求1所述的硬质合金混合料的制备方法，其特征在于沉淀反应温度范围 从 20°C至 90°C。
3.根据权利要求1所述的硬质合金混合料的制备方法，其特征在于还原温度范围 250°C 600°C，氢气流量 0. 5m3/h 7m3/h。
全文摘要
本发明是一种硬质合金混合料的制备方法。以醋酸钴、碳化钨粉和氨水为原料，以蒸馏水或者酒精作为反应溶剂进行化学沉淀反应，反应物经氢气还原制得碳化钨-钴混合料。本发明制得的混合料中钴元素在碳化钨颗粒间的分布比传统方法制备的更均匀，且能保持混合前的碳化钨颗粒平均粒度和粒度分布，同时不会带入杂质，有利于提高硬质合金力学性能和控制硬质合金质量的稳定性。
文档编号C22C29/08GK101967592SQ20101028612
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者张正富, 李芳 , 郭圣达 申请人:昆明理工大学