專利名稱：一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種合金材料，尤其是涉及一種分離機專用的耐磨、耐腐蝕硬質合金材料及其制備方法。
背景技術：
在城市污水分離、玉米乙醇的提煉以及煤焦油分離過程中，幾乎所有的螺桿離心分離機，都是在充滿泥沙、雜質及多種有機、無機酸、堿的條件下工作的，工作條件極其惡劣。因此，尋找出一類既抗蝕、耐磨又可滿足螺桿離心分離機高速運轉(3000轉/分以上) 的高強度要求硬質合金材料是本研究的關鍵。目前，大多數螺桿離心分離機的葉輪耐磨片是采用普通的鎢鈷類(YG8)合金，該合金的耐磨性、耐蝕性不能滿足在酸性介質中工作，故在使用中受到一定的限制。隨著社會的發展、環境保護、水資源再生利用，鋼渣及金礦砂的提煉，對離心機的葉輪耐磨片要求也越來越苛刻，因此為離心分離機配上一副好的“牙齒”和“腸胃”，縮短與國外同類先進產品的差距，為我國的環保、水資源再生，鋼渣及金礦砂的提煉領域發展開發出耐磨、長壽命、且抗腐蝕的硬質合金材料。傳統的WC-Co硬質合金，以Co做粘結劑的硬質合金耐腐蝕性能相對較差，易受化學介質侵蝕，粘結相受到腐蝕后使碳化物所組成的硬質相骨架失去粘結金屬的粘結作用， 導致結構脆弱，在磨損作用下造成硬質相晶粒剝落，致使硬質合金制品急劇磨蝕、磨損。因此，開發一種耐磨、耐腐蝕，并且強度高的用于離心分離機的合金材料顯得尤為重要。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種耐磨、耐腐蝕、 并且具有高強度性能的可用于金礦提煉、分離的分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料及其制備方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料，其特征在于，該硬質合金材料由以下組分及重量份含量組成
碳化鎢 85-92， 鎳7-10，
鉻1-2，
鈷1-2’
鈰-鈷合金0.05-0.5。所述的碳化鎢為粒度1.0-3. Ομπι的粉狀，鎳為200目過篩的粉狀，鉻為200目過篩的粉狀。
所述的鈰-鈷合金是將體積百分比65 75 %的鈰，體積百分比為35 25 %的鈷， 混合、冶煉、粉碎、球磨后制成鈰-鈷合金粉末。所述的鈰選用純度99. 9%的鈰，所述的鈷的純度為99. 5%以上。一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料的制備方法，其特征在于，該方法包含以下步驟(1)按配比將碳化鎢、鎳、鉻、鈷及鈰-鈷合金放入球磨機中，用丙酮作為球磨介質進行濕磨72小時；(2)將研磨后的漿料進行蒸干，加入蒸干后物質質量1-5%的石蠟成型劑，烘干過篩，得到的合金粉末壓制成型后，放入真空爐中于1500°C保溫60min，然后放入有氬氣保護的加壓爐中1500°C燒結60min，即得產品。步驟⑵所述的石蠟成型劑為CnH2n+2正烷烴的混合物，η為自然數。步驟O)所述的壓制成型的壓力為0. 8T/m2。傳統的WC-Co硬質合金，以Co做粘結劑的硬質合金耐腐蝕性能相對較差，易受化學介質侵蝕，粘結相受到腐蝕后使碳化物所組成的硬質相骨架失去粘結金屬的粘結作用， 導致結構脆弱，在磨損作用下造成硬質相晶粒剝落，致使硬質合金制品急劇磨蝕、磨損，而用部分Ni代替Co，Ni的耐蝕性比Co好，因此本發明在粘結相選擇了 Co、Ni。在WC-Ni-Co中再添加Cr，以進一步強化粘結相，改進合金的耐腐蝕性、抗氧化等性能。Cr的添加使得在燒結過程中，Cr在粘結相中溶解并在粘結相表面生成一層鈍態膜。WC中加Ni、Cr是為了增加硬質合金的耐腐蝕性，但Ni、Cr替代Co會降低合金片的致密性，導致合金強度降低，而離心機中螺桿上的耐磨片既要耐磨、耐蝕，又要承受高速運轉時的強度要求，因此我們在燒結過程中需要添加液相引發劑Ce-Co合金，從而降低合金的燒結溫度，增加粘結相的潤濕性，使得WC在燒結過程中達到完全致密，達到強度、耐磨、 耐蝕性俱佳的綜合性能。與現有技術相比，本發明采用碳化鎢WC、鎳Ni、鉻Cr、鈷Co及鈰-鈷合金Ce-Co制備成耐磨、耐蝕硬質合金片，具有較好的耐磨性和耐腐蝕性，與WC-Co類硬質合金相比，使用壽命可提高20%。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例1按照碳化鎢90kg，鎳^g，鉻1. 5kg,鈷1. 5kg,鈰鈷合金0. 2kg備料，用丙酮作為球磨介質對原料進行濕磨72小時，將研磨的漿料進行出料、蒸干加入石蠟成型劑，烘干過篩制得合金粉末。用模具將合金粉末在壓機上成型，成型壓力為0. 8T/m2，，經真空爐燒結爐1500°C，保溫60分鐘，再經氬氣保護氣氛加壓爐燒結1500°C，保溫60分鐘， 制得硬質合金耐磨耐蝕片re-ue，其性能指標如表ι:表1 實施例1所得產品各項性能測試結果
權利要求
1.一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料，其特征在于，該硬質合金材料由以下組分及重量份含量組成碳化鎢 85-92， 鎳7-10，鉻1-2’鈷1-2，鈰-鈷合金0.05-0.5。
2.根據權利要求1所述的一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料，其特征在于，所述的碳化鎢為粒度1.0-3. Ομπι的粉狀，鎳為200目過篩的粉狀，鉻為200目過篩的粉狀。
3.根據權利要求1所述的一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料，其特征在于，所述的鈰-鈷合金是將體積百分比65 75%的鈰，體積百分比為35 25%的鈷，混合、冶煉、 粉碎、球磨后制成鈰-鈷合金粉末。
4.根據權利要求1所述的一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料，其特征在于，所述的鈰選用純度99. 9%的鈰，所述的鈷的純度為99. 5%以上。
5.一種如權利要求1所述的分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料的制備方法，其特征在于，該方法包含以下步驟(1)按配比將碳化鎢、鎳、鉻、鈷及鈰-鈷合金放入球磨機中，用丙酮作為球磨介質進行濕磨72小時；(2)將研磨后的漿料進行蒸干，加入蒸干后物質質量1-5%的石蠟成型劑，烘干過篩， 得到的合金粉末壓制成型后，放入真空爐中于1500°C保溫60min，然后放入有氬氣保護的加壓爐中1500°C燒結60min，即得產品。
6.根據權利要求5所述的一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料的制備方法，其特征在于，步驟( 所述的石蠟成型劑為CnH2n+2正烷烴的混合物，η為自然數。
7.根據權利要求5所述的一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的壓制成型的壓力為0. 8T/m2。
全文摘要
本發明涉及一種分離機用耐磨耐腐蝕硬質合金材料及其制備方法，該硬質合金材料由以下組分及重量份含量組成碳化鎢WC85-92、鎳Ni7-10、鉻Cr1-2、鈷Co1-2、鈰-鈷合金Ce-Co0.05-0.5，原料通過濕法球磨、蒸干、加入石蠟成型劑、烘干過篩、壓制成型及燒結等步驟得到產品。與現有技術相比，本發明具有耐磨、耐腐蝕，強度高、壽命長且生產工藝簡單等優點。
文檔編號C22C1/04GK102337443SQ20111033877
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者劉瑩華, 孫丹, 杜玉國, 林春芳, 陳蓓瑾 申請人:上海材料研究所