鐵路搗固鎬用細顆粒耐磨硬質合金及其制備方法技術

本發明專利技術提供了鐵路搗固鎬用細顆粒耐磨硬質合金及其制備方法。所述細顆粒耐磨硬質合金組分的重量百分數為：WC硬質相占83%～94%，Co粘接相占6%～15%，含稀土的混合添加劑總量占0.6%～2.0%。將上述組分的原料粉末，球磨、干燥、制粒得到硬質合金混合料；混合料經壓力成型，真空預燒結后再熱等靜壓燒結，最后經過深冷處理得到細顆粒耐磨硬質合金。上述細顆粒耐磨硬質合金具有抗彎強度高，耐磨性強，抗沖擊性能好等優點，因此上述細顆粒耐磨硬質合金可釬焊于搗固鎬鎬頭最前端，保證鎬頭具有較強的耐沖擊能力。也可采用機械復合鑲嵌于鎬掌面上，保證鎬掌具有較強的耐磨性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鐵路搗固鎬用硬質合金制備
，特別涉及含稀土添加劑的細顆粒耐磨硬質合金及其制備方法。
技術介紹
本專利技術涉及的耐磨硬質合金是用于鐵路搗固鎬，采用機械復合與焊接的方法與搗固鎬連接。鐵路搗固鎬是鐵路搗固車的關鍵部件，搗固車在作業過程中，搗固鎬在液壓裝置的驅動下，插入路基石碴中，通過高頻振動，增加道床的密實度，提高軌道的穩定性。搗固鎬插入道床的瞬間要承受很大的沖擊力，振動過程中石碴對鎬掌產生強烈的摩擦，因此要求搗固鎬要有足夠的抗沖擊能力和較高的耐磨性。鎢鈷類(YG)硬質合金，是以WC為骨架材料，Co為粘結劑的硬質合金。細顆粒YG 類硬質合金的硬度和強度比含鈷量相同的一般YG類硬質合金要高很多，硬度一般在90 93HRA，抗彎強度為2000 3500MPa，具有高硬度、高強度、耐磨損、抗腐蝕等優點。稀土的添加會減少燒結時液相的量，相應地減少WC晶粒重結晶的過程，抑制了 WC晶粒的長大。另外，稀土與硬質合金內的0、s等雜質形成難溶化合物，凈化了 WC-Co的界面并且改善其浸潤性，有利于消除空隙、細化晶粒、凈化界面，從而使硬質合金的抗彎強度有很大提高，硬度略有改善。因此復合稀土的添加可以細化WC晶粒、提高立方鈷相含量和消除不連續長大的粗晶WC顆粒，而且還可以增加硬質合金制品的宏觀應力，因此可顯著提高細顆粒硬質合金的強度和韌性。深冷處理可提高細顆粒硬質合金的矯頑磁力，摩擦磨損能力，從而延長搗固鎬頭的使用壽命。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種新的用于鐵路搗固鎬的含稀土添加劑的細顆粒WC-Co硬質合金及其制備方法，該方法制備的細顆粒硬質合金具有較高的耐磨損性能和抗沖擊性能，細顆粒硬質合金硬度最高可達HRA93，抗彎強度最高可達3200N/mm2。含稀土添加劑的細顆粒YG類硬質合金，其特征在于硬質合金的組分為WC硬質相的重量占硬質合金的83°/Γ94%，Co粘結相的重量占硬質合金的6°/Γ 5%，含稀土的混合添加劑總量占硬質合金的O. 69Γ2. 0%。所述的各組分原料粉末粒度為WC粉粒度為O. 2^0. 4 μ m, Co粉粒度為O. 8^1 μ m,晶粒長大抑制劑粒度為f1. 5 μ m，各稀土添加劑粒度為2 3 μ m。所述晶粒長大抑制劑為VC、Cr3C2, TaC中的一種或幾種復合組成。所述稀土添加劑由La、Ce、Nd、Sm、Y中的一種或幾種復合組成；或者由La203、Ce02、Nd2O3、Sm2O3、Y2O3中的一種或幾種復合組成。所述的晶粒長大抑制劑，稀土添加劑與原料粉末混合球磨前，先與Co粉混合球磨48h,以達到細化晶粒的目的。含稀土添加劑的細顆粒YG類硬質合金的制備方法，其特征在于，該方法步驟為 (1)、按重量百分比稱量各種粉末原料后，將配制好的粉末原料放入高能球磨機中研磨，球料比為5 10:1，以酒精作為球磨介質，加入石蠟，球磨2ri00h ； (2)、球磨后干燥、制粒成流動性良好的混合粉末； (3)、將混合料模壓成型，壓強為10(T4(K)MPa，檢驗壓坯是否合格； (4)、將合格的壓坯裝入真空脫蠟燒結一體爐中預燒結，在1200°C 1250°C保溫3(T60min，再進行熱等靜壓(HIP)后續燒結，在1360°C 1400°C保溫6(Tl00min ； (5)、最后以每小時降低50V 80 V的速度降溫至-170°C '196 V，保溫l(T20h，再以每小時升溫50°C 80°C的速度升至室溫，得到細顆粒耐磨硬質合金。 本方法制備的硬質合金深冷處理前后的機械性能比較見表I。本專利技術的有益效果為 本專利技術與現有的YG類硬質合金相比的優點是在晶粒長大抑制劑中添加復合稀土及其氧化物，有利于提高硬質合金的硬度、抗彎強度、沖擊韌性等性能；稀土原料粉末與Co粉一起球磨細化后，再加入硬質合金，工藝簡單，容易實施。真空燒結加熱等靜壓后續燒結有利于消除硬質合金內部缺陷，提高硬質合金致密度。深冷處理細顆粒WC-Co硬質合金可提高其矯頑磁力，摩擦磨損能力等性能。本專利技術制備所得到的細顆粒硬質合金的WC平均晶粒度為 O. 4 μ πΓθ· 6 μ m, HRA 硬度93，抗彎強度3200 N/mm2。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術作進一步說明 實施例1 含稀土添加劑的細顆粒YG類硬質合金，其特征在于硬質合金的組分為WC硬質相、Co粘結相、晶粒長大抑制劑、復合稀土添加劑。WC硬質相的質量占硬質合金的90. 8%，Co粘結相的質量占硬質合金的8%，晶粒長大抑制劑VC、Cr3C2、TaC的質量占硬質合金的O. 8%，稀土 La、Ce、Y2O3的質量占硬質合金的O. 4%。含稀土添加劑的細顆粒YG類硬質合金的制備方法，該方法步驟為按重量百分比稱量各種粉末原料后，將配制好的粉末原料放入高能球磨機中研磨，球料比為8:1，以酒精作為球磨介質，加入石蠟，球磨96h，球磨后干燥、制粒成流動性良好的混合粉末。將混合料模壓成型，壓強為200MPa，將合格壓坯裝入真空脫蠟燒結一體爐中，裝入真空脫蠟燒結一體爐中預燒結，在1250°C保溫30min，再進行熱等靜壓(HIP)后續燒結，在1380°C保溫60min。最后以每小時降低70°C的速度降溫至_180°C，保溫15h，再以每小時升溫70°C的速度升至室溫，得到細顆粒耐磨硬質合金。制備的含稀土添加劑的細顆粒耐磨硬質合金的WC平均晶粒度為O. 5 μ m，HRA硬度為92. 7，抗彎強度為3050 N/mm2。實施例2 含稀土添加劑的細顆粒YG類硬質合金，其特征在于硬質合金的組分為WC硬質相、Co粘結相、晶粒長大抑制劑、復合稀土添加劑。WC硬質相的質量占硬質合金的87. 8%,Co粘結相的質量占硬質合金的11%，晶粒長大抑制劑VC、Cr3C2, TaC的質量占硬質合金的O. 6%，稀土 Ce、Nd、Y2O3的質量占硬質合金的O. 6%。含稀土添加劑的細顆粒YG類硬質合金的制備方法，該方法步驟為按重量百分比稱量各種粉末原料后，將配制好的粉末原料放入高能球磨機中研磨，球料比為10:1，以酒精作為球磨介質，加入石蠟，球磨72h，球磨后干燥、制粒成流動性良好的混合粉末。將混合料模壓成型，壓強為180MPa，將合格壓坯裝入真空脫蠟燒結一體爐中，裝入真空脫蠟燒結一體爐中預燒結，在1240°C保溫30min，再進行熱等靜壓(HIP)后續燒結，在1360°C保溫90min。最后以每小時降低70°C的速度降溫至-180°C，保溫20h，再以每小時升溫70°C的速度升至室溫，得到細顆粒耐磨硬質合金。制備的含稀土添加劑的細顆粒耐磨硬質合金的WC平均晶粒度為O. 5 μ m，HRA硬度為92，抗彎強度為3200 N/mm2。實施例3 含稀土添加劑的細顆粒YG類硬質合金，其特征在于硬質合金的組分為WC硬質相、Co粘結相、晶粒長大抑制劑、復合稀土添加劑。WC硬質相的質量占硬質合金的90. 8%，Co粘結相的質量占硬質合金的8%，晶粒長大抑制劑VC、Cr3C2、TaC的質量占硬質合金的O. 8%，稀·土 La203、Sm2O3> Y2O3的質量占硬質合金的O. 4%。含稀土添加劑的細顆粒YG類硬質合金的制備方法，該方法步驟為按重量百分比稱量各種粉末原料后，將配制好的粉末本文檔來自技高網...

【技術保護點】
含稀土添加劑的細顆粒YG類硬質合金，其特征在于硬質合金的組分為：WC硬質相的重量占硬質合金的83%~94%，Co粘結相的重量占硬質合金的6%~15%，含稀土的混合添加劑總量占硬質合金的0.6%~2.0%。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳慧，張艷華，彭玲玲，劉兵，
申請(專利權)人：重慶文理學院，
類型：發明
國別省市：