一种具有混晶结构的硬质合金及其制备方法与流程

1.本发明涉及硬质合金技术领域，具体是一种具有混晶结构的硬质合金及其制备方法。


背景技术：

2.碳化钨基硬质合金作为一种耐磨材料，具有高硬度、高韧性、高弹性模量、耐磨损和耐腐蚀等优异性能，广泛应用于切削工具、矿用工具和耐磨耐蚀部件等领域，在这种硬质合金的使用过程中，普遍关注的是其耐磨性和韧性，但硬质合金的韧性与耐磨性是一对矛盾体，这是由于随着碳化钨晶粒的进一步细化，硬质合金的耐磨性在提高的同时，韧性显著降低；反之随着碳化钨晶粒的进一步粗化，硬质合金的韧性增加，但其耐磨性显著下降，目前，在使用硬质合金对高硬岩层进行挖掘时，由于高硬岩层硬度较大，现有的韧性好的硬质合金，由于其硬度低，耐磨性较差，在开凿硬岩时易磨损因此使用寿命较短。另外，现有硬度大的硬质合金，由于其韧性不好，在开凿硬岩时容易出现碎齿的情况，从而现有的韧性好的硬质合金或者硬度大的硬质合金均不适用于对高硬岩层的挖掘。
3.针对上述问题，现在提供一种具有混晶结构的硬质合金及其制备方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种具有混晶结构的硬质合金及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种具有混晶结构的硬质合金，由组分一和组分二烧制而成：
7.所述组分一按照质量份数包括：碳化钨80
‑
90份、钴5
‑
9份、碳化铬0.3
‑
0.7份、碳化钛0.4
‑
0.9份；
8.所述组分一按照质量份数包括：碳化钨80
‑
90份、钴5
‑
9份、碳化铬0.3
‑
0.7份、碳化钛0.4
‑
0.9份、石墨烯0.2
‑
0.5份；
9.组分一中的碳化钨和组分二中的石墨烯球磨后过600目。
10.作为本发明进一步的方案：所述组分一按照质量份数包括：碳化钨84
‑
88份、钴6
‑
8份、碳化铬0.4
‑
0.6份、碳化钛0.5
‑
0.7份；
11.所述组分一按照质量份数包括：碳化钨84
‑
88份、钴6
‑
8份、碳化铬0.4
‑
0.6份、碳化钛0.5
‑
0.7份。
12.作为本发明进一步的方案：所述组分一按照质量份数包括：碳化钨86份、钴7份、碳化铬0.5份、碳化钛0.6份；
13.所述组分二按照质量份数包括：碳化钨86份、钴7份、碳化铬0.5份、碳化钛0.6份、石墨烯0.3份。
14.一种具有混晶结构的硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
15.步骤一：将组分一的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分一进行干燥；
16.步骤二：将组分二的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分二进行干燥；
17.步骤三：将球磨处理后的组分一和组分二加入混料机中充分混合，混合的过程中加入液态辅助混合剂，充分混合一段时间后再进行干燥；
18.步骤四：将步骤三中获得的混合料压制和烧结，制得混晶结构的硬质合。
19.作为本发明进一步的方案：所述步骤三中的液态辅助混合剂为易挥发的液态溶剂。
20.作为本发明进一步的方案：液态溶剂为酒精。
21.作为本发明再进一步的方案：步骤一和步骤二中在研磨的时候加入了辅助研磨剂，辅助研磨剂为石蜡，球磨时间为30小时。
22.作为本发明再进一步的方案：辅助研磨剂的添加量为组分一或组分二的3％。
23.作为本发明再进一步的方案：步骤四中的烧结包括三个烧结时间段，三个时间段的烧结温度依次为1500度、2000度以及1000度，每段烧结时间相同。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对现有需要增加了碳化钛和石墨烯作为基础原料，这里利用石墨烯本身为网状份子结构，可以有效的增强气体份子之间的连接强度，有效的在保证合金韧性的情况下还可以保证合金的耐磨性，并且这里的碳化钛为过渡金属碳化物，它的键型是由离子键、共价键和金属键混合在同一晶体结构中，进一步提高了合金的性能。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例1
27.一种具有混晶结构的硬质合金，由组分一和组分二烧制而成，所述组分一按照质量份数包括：碳化钨80份、钴5份、碳化铬0.3份、碳化钛0.4份；
28.所述组分二按照质量份数包括：碳化钨80份、钴5份、碳化铬0.3份、碳化钛0.4份、石墨烯0.2份；
29.组分一中的碳化钨和组分二中的石墨烯球磨后过600目；
30.一种具有混晶结构的硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
31.步骤一：将组分一的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分一进行干燥；
32.步骤二：将组分二的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分二进行干燥；
33.步骤三：将球磨处理后的组分一和组分二加入混料机中充分混合，混合的过程中加入液态辅助混合剂，充分混合一段时间后再进行干燥；
34.步骤四：将步骤三中获得的混合料压制和烧结，制得混晶结构的硬质合金。
35.实施例2
36.一种具有混晶结构的硬质合金，由组分一和组分二烧制而成，所述组分一按照质量份数包括：碳化钨90份、钴9份、碳化铬0.7份、碳化钛0.9份；
37.所述组分二按照质量份数包括：碳化钨90份、钴9份、碳化铬0.7份、碳化钛0.9份、
石墨烯0.5份；
38.组分一中的碳化钨和组分二中的石墨烯球磨后过600目；
39.一种具有混晶结构的硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
40.步骤一：将组分一的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分一进行干燥；
41.步骤二：将组分二的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分二进行干燥；
42.步骤三：将球磨处理后的组分一和组分二加入混料机中充分混合，混合的过程中加入液态辅助混合剂，充分混合一段时间后再进行干燥；
43.步骤四：将步骤三中获得的混合料压制和烧结，制得混晶结构的硬质合金。
44.实施例3
45.一种具有混晶结构的硬质合金，由组分一和组分二烧制而成，由组分一和组分二烧制而成，所述组分一按照质量份数包括：碳化钨84份、钴6份、碳化铬0.4份、碳化钛0.5份；
46.所述组分二按照质量份数包括：碳化钨84份、钴6份、碳化铬0.4份、碳化钛0.5份、石墨烯0.25份；
47.组分一中的碳化钨和组分二中的石墨烯球磨后过600目；
48.一种具有混晶结构的硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
49.步骤一：将组分一的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分一进行干燥；
50.步骤二：将组分二的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分二进行干燥；
51.步骤三：将球磨处理后的组分一和组分二加入混料机中充分混合，混合的过程中加入液态辅助混合剂，充分混合一段时间后再进行干燥；
52.步骤四：将步骤三中获得的混合料压制和烧结，制得混晶结构的硬质合金。
53.实施例4
54.一种具有混晶结构的硬质合金，由组分一和组分二烧制而成，所述组分一按照质量份数包括：碳化钨88份、钴8份、碳化铬0.6份、碳化钛0.7份；
55.所述组分二按照质量份数包括：碳化钨88份、钴8份、碳化铬0.6份、碳化钛0.7份、石墨烯0.4份；
56.组分一中的碳化钨和组分二中的石墨烯球磨后过600目；
57.一种具有混晶结构的硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
58.步骤一：将组分一的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分一进行干燥；
59.步骤二：将组分二的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分二进行干燥；
60.步骤三：将球磨处理后的组分一和组分二加入混料机中充分混合，混合的过程中加入液态辅助混合剂，充分混合一段时间后再进行干燥；
61.步骤四：将步骤三中获得的混合料压制和烧结，制得混晶结构的硬质合金
62.实施例5
63.一种具有混晶结构的硬质合金，由组分一和组分二烧制而成，所述组分一按照质量份数包括：碳化钨86份、钴7份、碳化铬0.5份、碳化钛0.6份；
64.所述组分二按照质量份数包括：碳化钨86份、钴7份、碳化铬0.5份、碳化钛0.6份、石墨烯0.3份；
65.组分一中的碳化钨和组分二中的石墨烯球磨后过600目；
66.一种具有混晶结构的硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
67.步骤一：将组分一的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分一进行干燥；
68.步骤二：将组分二的原料加入球磨机中，将球磨完成后的组分二进行干燥；
69.步骤三：将球磨处理后的组分一和组分二加入混料机中充分混合，混合的过程中加入液态辅助混合剂，充分混合一段时间后再进行干燥；
70.步骤四：将步骤三中获得的混合料压制和烧结，制得混晶结构的硬质合金。
[0071][0072]
本发明针对现有需要增加了碳化钛和石墨烯作为基础原料，这里利用石墨烯本身为网状份子结构，可以有效的增强气体份子之间的连接强度，有效的在保证合金韧性的情况下还可以保证合金的耐磨性，并且这里的碳化钛为过渡金属碳化物，它的键型是由离子键、共价键和金属键混合在同一晶体结构中，进一步提高了合金的性能，从表格中可以看出缺少石墨烯和碳化钛的时候，整个合金的力学性能明显降低了，普通的合金一般硬度在1300左右，抗弯强度在3500左右，所以本技术所加工的合金效果明显要好于现有技术。
[0073]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
[0074]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的他实施方式。