一种用反应烧结法制取钢结硬质合金的制作工艺流程

　　专利名称：用反应烧结法制取钢结硬质合金的制作方法

　　技术领域：

　　本发明属于钢结硬质合金的制取方法，特别是用反应烧结法制取钢结硬质合金。

　　钢结硬质合金是一种以硬质化合物为硬质相，以钢作为粘结剂的复合材料。它兼有硬质化合物的硬度和耐磨性及钢的强度和韧生。具有可加工、可热处理、可锻造、高硬度、高耐磨性等优良性能。其应用范围十分广泛。

　　传统的钢结硬质合金的生产方法是将硬质相颗粒(如TiC，TiB2，TiN，TiCN，WC等)与粘结相成分的合金粉末(Fe，Fe-Ni，Fe-Cr-C，Fe-Co-Ni等混合，用粉末冶金的方法，在真空炉中烧结而成。

　　近年来国内外钢结硬质合金有了较大的发展，主要表现在硬质相的多样化、粘结相钢种的多样化，相成分范围的拓宽等。在生产手段方面，有浸渍，热压等技术的应用。但基本上仍是采用硬质相与粘结相粉末混合，传统的粉末冶金方法。且根据日益广泛的实际需求，需要开发出性能更好的钢结硬质合金。

　　检索了以下技术背景文献EP 433856A ， JP 3-202404(A)JP 3-188244(A)，US 4746363US 4521248 US 4702769US 4617053 GB 1531151这些专利文献中，对硬质合金的工艺和应用有了不少的发展。例如US 4617053中提出了用铁、铜、铝和青铜来填充浸渍渍TiB2骨架来生产耐高温硬质材料。JP 3-188244中提出了用TiN短纤维与钢基粘结相来制造烧结合金钢等。但其基本想法仍是从化合物硬质相(碳化物、氮化物、氧化物等)与合金粘结剂两大类成分的配合出发，只是合成的工艺条件不同。在制作过程中添加的硬质相不发生化学变化。

　　文献US 4746363中提出了反应烧结的概念。作为强化相的TiB2是由TiH2和AlB2反应而得来的，同时放出氢气。主要解决了TiB2颗粒微细化，避免在研磨中造成氧化等问题。从原始的成分配比上仍是硬化相(通过反应形成)与基体两大类。作为基体的原材料不参加反应。

　　本发明的目的在于简化原料配比，通过烧结过程中的反应形成硬质强化相和基体。

　　本发明的构成将石墨(C)0.2～10％、氮化硼(BN)或碳化硼(B4C)1～15％，镍(Ni)0.5～8％、钼(Mo)或钨(W)0.5～8％与含钛10～70％的钛铁粉(余量)，(均为重量百分比)相混合，用传统的粉末冶金工艺压制成型，在氢气(H2)或真空烧结炉中烧结制取钢结硬质合金。

　　也可以再加入铬(Cr)0.5～8％和钴(Co)0.5～8％作为原始成分配比，(其余与上述同)来制取钢结硬质合金。

　　在烧结过程中有以下反应发生

　　反应产物TiC、TiB2、TiN作为钢结硬质合金中的硬质相，其中的铁与其它合金元素(镍、钨、钼、铬、钴等)形成钢粘结相。

　　本发明的优点在于钢结硬质合金的硬质相(碳化钛、氮化钛、硼化钛等)是通过烧结过程中的反应而生成的。所以可以达到普通硬化相粉末混合的方法所很难达到，甚至不能达到的微细化和均匀程度，从而提高材料的性能。抗弯强度100-180kgf/mm2。並由于原材料钛铁粉的价格低廉，可大大降低成本。同时本发明的工艺中不仅可以在真空中烧结，也可以在氢气等气氛中烧结，拓宽了生产制造的手段途径。

　　实施例原材料钛铁粉(含钛31.25wt％)、六方氮化硼(BN)，镍(Ni)，钼(Mo)。其含量如下表。

　　表1试样的成分成分TiFe2BN Ni MoWt％87.0 9.11.92.0混料时间24小时成形压力8MPa烧结温度1400℃保温时间40分在烧结中有反应，生成物TiN已被X线衍射分析仪和扫描电镜所证实。

　　制品性能相对密度99％，硬质HBC，62.7抗弯强度138kgf/mm2。

　　权利要求

　　1.一种用反应烧结法制取钢结硬质合金的方法，其特征在于将石墨(C)0.2～10％，氮化硼(BN)或碳化硼(B4C)1～15％，镍(Ni)0.5～8％，钼(Mo)或钨(W)80.5～8％与含钛10～70％的钛铁粉(余量)(均为重量百分比)相混合，用传统的粉末冶金工艺压制成型，在氢气或真空烧结炉中烧结制取钢结硬质合金。

　　2.按照权利要求1所述的用烧结反应法制取钢结硬质合金的方法，其特征在于在成分配比中也可以加入铬(Cr)0.5～8％，钴(Co)0.5～8％。

　　全文摘要

　　本发明提供一种用反应烧结法制取钢结硬质合金的方法，其特征在于将石墨(C)0.2～10％，氮化硼(BN)或碳化硼(BC

　　文档编号C22C29/00GK1124785SQ9411983

　　公开日1996年6月19日 申请日期1994年12月13日 优先权日1994年12月13日

　　发明者郭志猛, 贾成厂, 陈宏霞, 黄倬 申请人:北京科技大学