TiC－WC基合金制品

摘要

本发明属于金属陶瓷、硬质合金生产领域中的TiC－WC基合金导卫辊及阀芯、阀座类制品。其成份中包括含TiC：30～60wt％、WC：15～55wt％、Ta：0～3.0wt％的硬质相，粘结相Co+Ni：10～30wt％及晶粒长大抑制剂Cr：0～3.0wt％。其制品密度仅为WC基硬质合金密度的0.3～0.5倍，抗弯强度可高达2500N/mm2、硬度HRA87.0～90.5，金相组织均匀、晶粒饱满、无尖角。因而具有质量轻、孔隙度低、强度及硬度高，高温耐磨、耐腐蚀性及抗氧化性强，热稳定性好，使用寿命可较背景技术延长35～40％等特点。克服了背景技术硬度及高温强度较低、耐磨性差，烧结控制难、成型精度及稳定性差，使用寿命较短等弊病。

说明书

技术领域

本发明属于金属陶瓷、硬质合金生产领域中TiC-WC基合金制品，特别是一种以TiC和WC为主硬质相，以Ni/Co为粘结相的导卫辊类和阀芯阀座等合金制品。

背景技术

在高速线材轧钢线上用于将线、棒材轧制后的红钢运送到辊槽以防止绕钢和甩尾等事故发生的导辊、导管、夹送辊等导卫辊，由于长期处于900～1100℃高温及35000转/分钟左右转速的恶劣条件下工作，因此对部件的高温强度、高温耐磨性、抗氧化性以及部件本身的密度(比重)要求较高。传统的导卫辊一般采用铸钢和高速钢制作，虽然具有材料来源广，生产成本较低等优点，但却存在耐高温及耐磨性差、易破损、使用寿命短且易磁化，在使用过程中因磨损产生的铁屑极易粘附在导辊等表面而划伤型材、影响产品质量等弊病。针对这些弊病公开号为CN1079996A，发明名称为《热加工用的轻质硬质合金》的专利文献公开了一种以占总重量45～59.5wt％的碳化钛、碳化钨或加入少量碳化钽作为硬质相，以占总重量40.5～55wt％的钴、镍和钼为粘结相、通过粉末冶金工艺烧结而成的轧辊类热加工用轻质硬质合金制品。该合金其一、粘结相成份高达40wt％以上，粘结相含量高虽然可以提高合金的抗弯强度，但同时也降低了耐磨性及硬度、且烧结时因液相量过多、易变形；其二、在合金成份中添加Mo(钼)元素，Mo虽然能润湿TiC使烧结致密化、但同时又会形成脆性相并包覆在TiC颗粒周围降低合金的强度、特别是高温强度；其三、合金的组织中同时存在TiC、TiC-WC、TiC-Mo₂C、WC和固溶体粘结相等5个相、相成份复杂不易控制。因而上述背景技术存在硬度及高温强度低、耐磨性差，制品烧结控制难、成型精度及稳定性差，使用寿命仍较短等缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，研究开发一种TiC-WC基合金制品，以达到提高导卫辊类及阀芯、阀座类制品的综合机械性能、耐高温强度及高温耐磨性能、耐化学腐性能，有效延长制品的使用寿命、降低使用成本等目的。

本发明的解决方案是降低粘结相在合金成份中的比例并只采用Co和Ni作为粘结相，同时调整合金成份及TiC、WC在合金成份中的比例，从而实现其目的。因此本发明TiC-WC基合金制品的成份包含硬质相及粘结相；关键在于其成份中还含有0～3.0wt％的晶粒长大抑制剂Cr，而硬质相中含TiC：30～60wt％、WC：15～55wt％、Ta：0～3.0wt％，粘结相Co+Ni为10～30wt％。

所述合金制品中粘结相Co+Ni为：10～30wt％，以粘结相总成份重量计，其中：Co为6.5～50wt％、Ni为50～93.5wt％。

本发明制品密度低、仅为WC基硬质合金密度的0.3～0.5倍，抗弯强度可高达2500N/mm²，孔隙度均为A₀₂B₀₀C₀₀，硬度HRA87.0～90.5，金相组织均匀，晶粒饱满，无尖角。因而具有质量轻、孔隙度低、强度及硬度高、高温耐磨、耐腐蚀性及抗氧化性强，热稳定性好，使用寿命可较背景技术延长35～40％等特点。

附图说明

图1.为实施例1制品×1500倍金相组织照片；图中黑色球状物为硬质相、浅色部分为粘结相。

具体实施方式

实施例1：本实施例以生产高速线材轧钢用导卫辊为例(按每批100kg配料)：

A、湿磨配料：将符合工业生产标准用56.5kgTiC、18kgWC、14kgNi、10kgCo及1.5kgCr粉末置于球磨机内，温磨混合64小时后、加石蜡2.0kg继续球磨混合均匀后，料浆过320目筛，所得混合粉料送入真空干燥器中在100℃温度下干燥处理以除去湿磨介质，冷却后经均化处理、得混合粉料待用；本实施例湿磨介质为己烷；

B、模压成型及预烧结：将所得混合粉料送入模具中，压制成导卫辊初坯；然后送入真空炉内在500℃温度下煅烧75分钟，除去石蜡、随炉冷却后机加工成制品要求的形状；

C、烧结：将经步骤B加工成的半成品送入低压烧炉内、在1450℃温度下保压烧结25分钟，随炉冷却后即得目的制品。

附图1、为本实施例×1500倍金相组织照片；所得制品经检测：密度6.5g/cm³、硬度HRA＞87.0，抗弯强度2200N/mm²，孔隙度A₀₂B₀₀C₀₀。现场轧制试验单槽使用寿命4000T。

实施例2：以生产耐磨、耐腐蚀球阀阀芯及阀座为例(按每批100kg配料)：

A、湿磨配料：将工业用30kgTiC、54kgWC、7.5kgNi、7.5kgCo及1.0kgTa粉末置于球磨机内；以下工艺及参数(包括B、C步骤)均与实施例1相同。

本实施例制品经检测：密度9.0g/cm³、硬度HRA≥90.5、抗弯强度2000N/mm²、孔隙度A₀₂B₀₀C₀₀。