高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金及其制造方法和應(yīng)用技術(shù)

一種高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金及其制造方法和應(yīng)用，采用碳化鎢作硬質(zhì)相，以鐵、鈷、鎳作粘結(jié)相，外加鈦或釩的碳化物或硼化物或氮化物、并外加碳化鉭或碳化鈮，還外加碳，經(jīng)濕磨、壓制、真空燒結(jié)而成，可應(yīng)用于制作混凝土輸送泵Ｓ管閥上的眼鏡板和切割環(huán)及其他領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)抗彎強(qiáng)度和硬度高，抗沖擊性能優(yōu)越、易焊接，具有與鋼套易匹配的線膨脹系數(shù)和適用的抗疲勞強(qiáng)度、刃口鋒利、耐磨性好，綜合性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種新型材料，具體涉及一種硬質(zhì)合金材料。
技術(shù)介紹
目前，國際及國內(nèi)高層建筑用于輸送沙石水泥的繁重勞動已不再是肩挑機(jī)吊，而是采用高壓輸送泵通過管道運(yùn)到高層工作現(xiàn)場，而泵車的運(yùn)行，其重要部件一泵口眼鏡板和切割環(huán)的合金材料的選擇，從國內(nèi)泵車的問世以來，一直成為生產(chǎn)廠家所關(guān)注的問題，其生產(chǎn)泵車的廠家不下20余家，而對材質(zhì)的選擇基本為三種一種采用合金結(jié)構(gòu)鋼，二種采用耐磨焊，三種采用鎢鈷15、鎢鈷20(YG15、YG20)硬質(zhì)合金。這三種材料中，采用鋼，使用壽命短；采用耐磨焊，容易脆裂，不耐用；采用硬質(zhì)合金，容易出現(xiàn)炸裂或龜裂，而且使用壽命也不長。即使采用具有高抗彎強(qiáng)度與很高硬度的最新產(chǎn)品一超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金，因抗沖擊不夠，也過不了炸裂關(guān)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)之目的旨在提供一種高抗彎強(qiáng)度和硬度高、抗沖擊性能優(yōu)越、易焊接、具有易與鋼套匹配的線膨脹系數(shù)和適用的抗疲勞強(qiáng)度、刃口鋒利、耐磨性好、綜合性能提高的高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金及其制造方法和應(yīng)用。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是這種高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金采用碳化鎢作硬質(zhì)相，以鐵、鈷、鎳作粘結(jié)相，具體組份重量百分比為碳化鎢75-94％，鐵、鈷、鎳之和6-25％，在此組份的基礎(chǔ)上，外加總量4％以下的鈦或釩的碳化物或硼化物或氮化物，并外加總量0.05-0.12％的碳。上述高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金的制造方法將上述組份的碳化鎢、鐵、鈷、鎳、鈦或釩的碳化物或硼化物或氮化物、碳化鉭或碳化鈮以及碳經(jīng)濕磨、壓制、真空燒結(jié)而成。上述技術(shù)方案中，還外加總量8％以下的碳化鉭或總量10％以下的碳化鈮。本專利技術(shù)還可在上述技術(shù)方案組份的基礎(chǔ)上添加適量鈰或鑭或釔。本專利技術(shù)應(yīng)用于制作混凝土輸送泵S管閥上的眼鏡板和切割環(huán)，解決了目前國內(nèi)外這些眼鏡板和切割環(huán)材質(zhì)抗沖擊強(qiáng)度差、易炸裂、使用壽命短的技術(shù)難題，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步。本專利技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用碳化鎢作硬質(zhì)相、鐵、鉆、鎳作粘接相，外加一定量的碳以及鈦或釩的碳化物或硼化物、氮化物，以及適量添加鈰或鑭、釔等，其硬度在原有的基礎(chǔ)上提高了2-3度(HRA)，抗彎強(qiáng)度亦有所提高，在上述組份的基礎(chǔ)上，本專利技術(shù)還外添加一定量的碳化鉭或碳化鈮，不僅大大提高了合金的耐磨性，而且抗彎強(qiáng)度提高了20-50％，進(jìn)一步提高碳化鉭的比例，合金性能還可進(jìn)一步提高，本專利技術(shù)產(chǎn)品通過國家硬質(zhì)合金定點檢測單位一株洲硬質(zhì)合金廠檢驗測試中心檢測，其比重為12.77和12.80克/厘米3，硬度可達(dá)86.1和86.4(HRA)，抗彎強(qiáng)度達(dá)3400Mpa和3500Mpa，其綜合性能是目前國內(nèi)諸種硬質(zhì)合金無以替代的。由于本專利技術(shù)產(chǎn)品，不但具有罕見的高抗彎強(qiáng)度和偏高的硬度，而且還具有比硬質(zhì)合金優(yōu)越的抗沖擊、易焊接以及易與鋼套匹配的線膨脹系數(shù)和適用的抗疲勞強(qiáng)度、刃口鋒利等特點，應(yīng)用于制作混凝土輸送泵S管閥上的眼鏡板和切割環(huán)，通過試驗試用，突破了每付眼鏡板和切割環(huán)運(yùn)送砂石水泥一萬立方米的水平，解決了眼鏡板和切割環(huán)材質(zhì)不過關(guān)的技術(shù)難題，成為當(dāng)前國內(nèi)唯一的首選材料，本專利技術(shù)的系列產(chǎn)品，不僅可應(yīng)用于泵車的眼鏡板和切割環(huán)，而且可應(yīng)用于制作切削刀具、耐沖、耐磨以及要求高強(qiáng)度的冷墩、引伸、冷跋模具，還可應(yīng)用制作刃口鋒利、耐磨性好并具有一定強(qiáng)度要求的庶刀、切紙刀以及尼龍切刀等，甚至可以在制作鋼材軋輥模上得到應(yīng)用，應(yīng)用范圍十分廣泛。具體實施例方式以制作眼鏡板和切割環(huán)的本專利技術(shù)產(chǎn)品YWF23(牌號)為例選用含碳量為6.10-6.18％(游離碳＜0.04％)、粒度FSSS為4.7的碳化鎢為合金中的硬質(zhì)相，其含量為77％(重量)，以4.2％的鈷、2.3％的鎳(或者4.2％的鎳、2.3％的鈷)、16.5％±0.5的鐵作粘接相，粘接相在合金中含量為23％，外加上述總重量0.06％的硼化鈦，與適量的鈰的混合物及上述總重量1％的碳化鉭，還外加0.07％的碳將上述組份的各物質(zhì)稱重配比后，進(jìn)入濕磨工序各組份物質(zhì)加入1立升-180立升的濕磨機(jī)中，這種濕磨機(jī)可采用株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的濕磨機(jī)，濕磨機(jī)中采用Φ8-Φ10mm的球或棒，球與料的比為(2-3.5)∶1，1公斤料加入酒精介質(zhì)100-180ml，進(jìn)行濕磨，球磨時間為16-28小時，球磨后物料用100目篩進(jìn)行過篩，過篩后干燥，干燥可在壓力釜或干燥柜中進(jìn)行，溫度＜80℃左右，干燥后再用80目篩進(jìn)行過篩，過篩后加入SBS增塑劑進(jìn)行混合，配比為每公斤料加80-120ml的增塑劑，混合后，又進(jìn)行干燥，干燥可在干燥柜內(nèi)進(jìn)行，溫度＜80℃左右，干燥至以不粘料鏟為宜，干燥后再用80目篩過篩，過篩后送入壓力機(jī)的模具內(nèi)，進(jìn)行壓制，壓力機(jī)可采用天津生產(chǎn)的100-500噸油壓機(jī)，(噸位4噸/cm2)，壓力機(jī)壓制后的半成品送入真空爐進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)爐可采用株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的真空爐，燒結(jié)時，采用80-180目的砂布，將半成品與舟皿隔開。燒結(jié)爐要求真空度達(dá)30μ左右，漏氣率1分鐘＜10μ，燒結(jié)溫度為1430℃-1460℃，保溫時間0.5-1.5小時。燒結(jié)后，冷卻出爐，即制成成品。又以制作常規(guī)通用刀片為例，選用FSSS2-4粒度、總碳6.10-6.16％、合金含量中占90％的碳化鎢作為硬質(zhì)相，以重量之和占合金含量中10％的鐵、鈷、鎳、作粘接相，外加0.05％的碳，還外加2％的碳化鈦和1％的碳化鉭，將上述組份稱重配比合，按前述的YWF23硬質(zhì)合金制造方法，進(jìn)行濕磨、壓制、真空燒結(jié)，制成。再以制作成型刀片為例，選用FSSS3-5粒度、占合金含量中85％的碳化鎢作硬質(zhì)相，以占合金含量中15％的鐵、鈷、鎳作粘接相，外加0.07％的硼化鈦與適量的鈰，還添加2％的碳化鉭以及0.05％的碳，將上述組份稱重配比合，按前述的YWF23硬質(zhì)合金制造方法，進(jìn)行濕磨、壓制，真空燒結(jié)，制成。權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金，其特征在于采用碳化鎢作硬質(zhì)相，以鐵、鈷、鎳作粘結(jié)相，具體組份重量百分比為碳化鎢75-94％，鐵、鈷、鎳之和6-25％，在此組份的基礎(chǔ)上，外加總量4％以下的鈦或釩的碳化物或硼化物或氮化物，并外加總量0.05-0.12％的碳。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金的制造方法，其特征在于外加總量8％以下的碳化鉭或總量10％以下碳化鈮。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金的制造方法，其特征在于將各組份的碳化鎢、鐵、鉆、鎳、鈦或釩的碳化物或硼化物或氮化物以及碳、碳化鉭或碳化鈮，經(jīng)濕磨、壓制、真空燒結(jié)而成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金的制造方法，其特征在于濕磨中，球料比(2-3.5)∶1，每公斤料加入酒精介質(zhì)100-180ml，研磨時間16-28小時，濕磨后的干燥溫度＜80℃，真空燒結(jié)時采用80-180目的砂布，將半產(chǎn)品與舟皿隔開。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金的制造方法，其特征在于組份中還可添加適量的鈰和鑭和釔。6.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金的方法，其特征在于這種高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金用于制作混凝土輸送泵S管閥上的眼鏡板和切割環(huán)。7.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金的方法，其特征在于這種高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金用于制作通用常規(guī)刀片或成型刀片。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金的制造方法，其特征在于碳化鎢中碳含量為6.10-6.18％，游離碳少本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種高強(qiáng)度高耐磨硬質(zhì)合金，其特征在于采用碳化鎢作硬質(zhì)相，以鐵、鈷、鎳作粘結(jié)相，具體組份重量百分比為：碳化鎢：７５－９４％，鐵、鈷、鎳之和：６－２５％，在此組份的基礎(chǔ)上，外加總量４％以下的鈦或釩的碳化物或硼化物或氮化物，并外加總量０．０５－０．１２％的碳。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭慶虎，
申請(專利權(quán))人：郭慶虎，
類型：發(fā)明
國別省市：43[中國|湖南]