專(zhuān)利名稱(chēng)：用反應(yīng)燒結(jié)法制取鋼結(jié)硬質(zhì)合金的制作方法

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　　本發(fā)明屬于鋼結(jié)硬質(zhì)合金的制取方法，特別是用反應(yīng)燒結(jié)法制取鋼結(jié)硬質(zhì)合金。

　　鋼結(jié)硬質(zhì)合金是一種以硬質(zhì)化合物為硬質(zhì)相，以鋼作為粘結(jié)劑的復(fù)合材料。它兼有硬質(zhì)化合物的硬度和耐磨性及鋼的強(qiáng)度和韌生。具有可加工、可熱處理、可鍛造、高硬度、高耐磨性等優(yōu)良性能。其應(yīng)用范圍十分廣泛。

　　傳統(tǒng)的鋼結(jié)硬質(zhì)合金的生產(chǎn)方法是將硬質(zhì)相顆粒(如TiC，TiB2，TiN，TiCN，WC等)與粘結(jié)相成分的合金粉末(Fe，F(xiàn)e-Ni，F(xiàn)e-Cr-C，F(xiàn)e-Co-Ni等混合，用粉末冶金的方法，在真空爐中燒結(jié)而成。

　　近年來(lái)國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)硬質(zhì)合金有了較大的發(fā)展，主要表現(xiàn)在硬質(zhì)相的多樣化、粘結(jié)相鋼種的多樣化，相成分范圍的拓寬等。在生產(chǎn)手段方面，有浸漬，熱壓等技術(shù)的應(yīng)用。但基本上仍是采用硬質(zhì)相與粘結(jié)相粉末混合，傳統(tǒng)的粉末冶金方法。且根據(jù)日益廣泛的實(shí)際需求，需要開(kāi)發(fā)出性能更好的鋼結(jié)硬質(zhì)合金。

　　檢索了以下技術(shù)背景文獻(xiàn)EP 433856A ， JP 3-202404(A)JP 3-188244(A)，US 4746363US 4521248 US 4702769US 4617053 GB 1531151這些專(zhuān)利文獻(xiàn)中，對(duì)硬質(zhì)合金的工藝和應(yīng)用有了不少的發(fā)展。例如US 4617053中提出了用鐵、銅、鋁和青銅來(lái)填充浸漬漬TiB2骨架來(lái)生產(chǎn)耐高溫硬質(zhì)材料。JP 3-188244中提出了用TiN短纖維與鋼基粘結(jié)相來(lái)制造燒結(jié)合金鋼等。但其基本想法仍是從化合物硬質(zhì)相(碳化物、氮化物、氧化物等)與合金粘結(jié)劑兩大類(lèi)成分的配合出發(fā)，只是合成的工藝條件不同。在制作過(guò)程中添加的硬質(zhì)相不發(fā)生化學(xué)變化。

　　文獻(xiàn)US 4746363中提出了反應(yīng)燒結(jié)的概念。作為強(qiáng)化相的TiB2是由TiH2和AlB2反應(yīng)而得來(lái)的，同時(shí)放出氫氣。主要解決了TiB2顆粒微細(xì)化，避免在研磨中造成氧化等問(wèn)題。從原始的成分配比上仍是硬化相(通過(guò)反應(yīng)形成)與基體兩大類(lèi)。作為基體的原材料不參加反應(yīng)。

　　本發(fā)明的目的在于簡(jiǎn)化原料配比，通過(guò)燒結(jié)過(guò)程中的反應(yīng)形成硬質(zhì)強(qiáng)化相和基體。

　　本發(fā)明的構(gòu)成將石墨(C)0.2～10％、氮化硼(BN)或碳化硼(B4C)1～15％，鎳(Ni)0.5～8％、鉬(Mo)或鎢(W)0.5～8％與含鈦10～70％的鈦鐵粉(余量)，(均為重量百分比)相混合，用傳統(tǒng)的粉末冶金工藝壓制成型，在氫氣(H2)或真空燒結(jié)爐中燒結(jié)制取鋼結(jié)硬質(zhì)合金。

　　也可以再加入鉻(Cr)0.5～8％和鈷(Co)0.5～8％作為原始成分配比，(其余與上述同)來(lái)制取鋼結(jié)硬質(zhì)合金。

　　在燒結(jié)過(guò)程中有以下反應(yīng)發(fā)生

　　反應(yīng)產(chǎn)物TiC、TiB2、TiN作為鋼結(jié)硬質(zhì)合金中的硬質(zhì)相，其中的鐵與其它合金元素(鎳、鎢、鉬、鉻、鈷等)形成鋼粘結(jié)相。

　　本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于鋼結(jié)硬質(zhì)合金的硬質(zhì)相(碳化鈦、氮化鈦、硼化鈦等)是通過(guò)燒結(jié)過(guò)程中的反應(yīng)而生成的。所以可以達(dá)到普通硬化相粉末混合的方法所很難達(dá)到，甚至不能達(dá)到的微細(xì)化和均勻程度，從而提高材料的性能。抗彎強(qiáng)度100-180kgf/mm2。並由于原材料鈦鐵粉的價(jià)格低廉，可大大降低成本。同時(shí)本發(fā)明的工藝中不僅可以在真空中燒結(jié)，也可以在氫氣等氣氛中燒結(jié)，拓寬了生產(chǎn)制造的手段途徑。

　　實(shí)施例原材料鈦鐵粉(含鈦31.25wt％)、六方氮化硼(BN)，鎳(Ni)，鉬(Mo)。其含量如下表。

　　表1試樣的成分成分TiFe2BN Ni MoWt％87.0 9.11.92.0混料時(shí)間24小時(shí)成形壓力8MPa燒結(jié)溫度1400℃保溫時(shí)間40分在燒結(jié)中有反應(yīng)，生成物TiN已被X線衍射分析儀和掃描電鏡所證實(shí)。

　　制品性能相對(duì)密度99％，硬質(zhì)HBC，62.7抗彎強(qiáng)度138kgf/mm2。

　　權(quán)利要求

　　1.一種用反應(yīng)燒結(jié)法制取鋼結(jié)硬質(zhì)合金的方法，其特征在于將石墨(C)0.2～10％，氮化硼(BN)或碳化硼(B4C)1～15％，鎳(Ni)0.5～8％，鉬(Mo)或鎢(W)80.5～8％與含鈦10～70％的鈦鐵粉(余量)(均為重量百分比)相混合，用傳統(tǒng)的粉末冶金工藝壓制成型，在氫氣或真空燒結(jié)爐中燒結(jié)制取鋼結(jié)硬質(zhì)合金。

　　2.按照權(quán)利要求1所述的用燒結(jié)反應(yīng)法制取鋼結(jié)硬質(zhì)合金的方法，其特征在于在成分配比中也可以加入鉻(Cr)0.5～8％，鈷(Co)0.5～8％。

　　全文摘要

　　本發(fā)明提供一種用反應(yīng)燒結(jié)法制取鋼結(jié)硬質(zhì)合金的方法，其特征在于將石墨(C)0.2～10％，氮化硼(BN)或碳化硼(BC

　　文檔編號(hào)C22C29/00GK1124785SQ9411983

　　公開(kāi)日1996年6月19日 申請(qǐng)日期1994年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月13日

　　發(fā)明者郭志猛, 賈成廠, 陳宏霞, 黃倬 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)