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一种VC-Co-Ni 合金的制备方法

阅读：141发布：2023-03-12

专利汇可以提供一种VC-Co-Ni 合金的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及粉末冶金领域，具体提供了一种VC-Co-Ni 合金的制备方法，配料后经湿磨、干燥、掺成形剂、压制成形、脱成型剂、烧结制得。本发明中，通过所述的特殊升温曲线以及期间的气流和流速的控制，能有效平衡脱、渗碳，提升烧结制得的产品的质量稳定。，下面是一种VC-Co-Ni 合金的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种VC-Co-Ni 合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)脱成型剂：配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型得到压制成型的坯体；将坯体置于一体化烧结炉中，以2～4℃/min的升温速率升至400～500℃后保温25～35min，期间以35～
45L/min的速率通入H2；再以1～3℃/min的升温速率升至550～650℃保温70～90min，期间以35～45L/min的速率通入H2；完成脱脂步骤；
步骤(2)：修碳：
步骤(1)后，在900～1000℃下在35～45L/min的CH4∶H2＝1～2∶98～99的混合气氛下进行保温110～130min；
步骤(3)：真空及加压烧结：步骤(2)处理后，再在1390℃～1500℃加压烧结段40～
100min，加压烧结的1～3MPa。
2.如权利要求1所述的VC-Co-Ni合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：将坯体置于一体化烧结炉中从室温以3℃/min的升温速率升至400℃后保温30min，期间以40L/min的速率通入H2；再以2℃/min的升温速率升至600℃保温80min，期间以40L/min的速率通入H2。
3.如权利要求1所述的VC-Co-Ni合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，CH4∶H2＝1∶
99。
4.如权利要求3所述的VC-Co-Ni合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，流速为40L/min。
5.如权利要求1所述的VC-Co-Ni合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在600～
1000℃下在40L/min的CH4∶H2＝1∶99的混合气氛下进行碳量修正；随后再以3.2℃/min升温至1000～1200℃并在40～80L/min的CH4∶H2＝1.5～2.5∶97.5～98.5的混合气氛下保温
120min。
6.如权利要求1所述的VC-Co-Ni合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)脱成型剂：配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型得到压制成型的坯体；将坯体置于一体化烧结炉中从室温以3℃/min的升温速率升至400℃后保温30min，期间以40L/min的速率通入H2；再以2℃/min的升温速率升至600℃保温80min，期间以40L/min的速率通入H2；
步骤(2)：
在900～1000℃下CH4∶H2为1∶99的混合气氛下进行碳量修正，其中，所述的混合气氛的流速为40L/min：随后再以升温速率3.3℃/min速率升温至1000～1200℃并保温120min，保温期间通入CH4∶H2为1.5～2.5∶97.5～98.5的混合气体，所述的混合气体的流速为40～
80L/min；
步骤(3)：真空及加压烧结：在压力烧结炉中真空状态下进行烧结，工艺参数为：1200℃～1380℃预烧段30～120min；1390℃～1500℃加压烧结段40～100min，加压烧结过程的压力为2～3MPa。

说明书全文

一种VC-Co-Ni合金的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种合金的制备方法，具体涉及一种VC-Co-Ni合金的制备方法，具体为在烧结过程中进行碳量修正。

背景技术

[0002] 合金是以一种或多种高硬度、高模量的难熔金属碳化物(Ti C、Cr2C3)为基体，以过渡族金属(Fe、Co、Ni等)或其他合金为粘结相而组成的一种多相复合材料。这种复合结构材料具有陶瓷的高硬度、高耐磨性、红硬性，又具有金属的较高强度和韧性；而这种特异的“双高”性能正是材料科研工作者所追求的目标。

[0003] 合金生产中质量控制的主要任务是使合金获得最佳的组织结构(即二相结构，不脱碳，不渗碳，相对磁饱和值在要求位置；晶粒度适度，均匀；孔隙度小；钴相分布均匀等)，最佳性能。

[0004] 烧结是压制品在多种气体的气氛下，加热至适当的温度所发生的现象和过程。其使压制品发生一系列十分复杂的物理、化学变化其中最主要的变化是致密化和合金组织结构最终形成。

[0005] 公开号为CN103660840A的中国专利文献公开了一种低载荷高速冲压精密模具用合金的制备方法，通过所述步骤(1)第一次球磨之前补入炭黑或W粉，按式：合金总碳修正量＝原料实际总碳含量-合金理论总碳含量-合金总碳量平衡修正值，合金总碳量平衡修正值为0.03％～0.07％；若合金总碳修正量为负数，则补入与合金总碳修正量等量的炭黑；若合金总碳修正量为正数，则补入合金总碳修正量÷0.0653的W粉。

[0006] 现有技术的碳修正方法难于维持烧结过程中脱碳、渗碳的平衡，制备的合金材料的性能不稳定。

发明内容

[0007] 为解决现有合金烧结过程中的脱碳、渗碳难于平衡而致的合金材料性能不稳定的技术问题，本发明提供了一种VC-Co-Ni合金碳修正烧结方法，旨在平衡烧结脱、渗碳，提升合金性能。

[0008] 一种VC-Co-Ni合金的制备方法，包括以下步骤：

[0009] 步骤(1)脱成型剂：配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型得到压制成型的坯体；将坯体置于一体化烧结炉中，以2～4℃/min的升温速率升至400～500℃后保温25～35min，期间以35～45L/min的速率通入H2；再以1～3℃/min的升温速率升至550～650℃保温70～90min，期间以35～45L/min的速率通入H2；完成脱脂步骤；

[0010] 步骤(2)：修碳：

[0011] 步骤(1)后，在900～1000℃下在35～45L/min的CH4∶H2＝1～2∶98～99的混合气氛下进行保温110～130min；

[0012] 步骤(3)：真空及加压烧结：步骤(2)处理后，再在1390℃～1500℃加压烧结段40～100min，加压烧结的1～3MPa。

[0013] 作为优选，步骤(1)中：将坯体置于一体化烧结炉中从室温以3℃/min的升温速率升至400℃后保温30min，期间以40L/min的速率通入H2；再以2℃/min的升温速率升至600℃保温80min，期间以40L/min的速率通入H2。

[0014] 作为优选，步骤(2)中，CH4∶H2＝1∶99。

[0015] 作为优选，步骤(2)中，流速为40L/min。

[0016] 作为优选，步骤(2)中，在600～1000℃下在40L/min的CH4∶H2＝1∶99的混合气氛下进行碳量修正；随后再以3.2℃/min升温至1000～1200℃并在40～80L/min的CH4∶H2＝1.5～2.5∶97.5～98.5的混合气氛下保温120min。

[0017] 一种优选的VC-Co-Ni合金的制备方法，包括以下步骤：

[0018] 步骤(1)脱成型剂：配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型得到压制成型的坯体；将坯体置于一体化烧结炉中从室温以3℃/min的升温速率升至400℃后保温30min，期间以40L/min的速率通入H2；再以2℃/min的升温速率升至600℃保温80min，期间以40L/min的速率通入H2；

[0019] 步骤(2)：

[0020] 在900～1000℃下CH4∶H2为1∶99的混合气氛下进行碳量修正，其中，所述的混合气氛的流速为40L/min；随后再以升温速率3.3℃/min速率升温至1000～1200℃并保温120min，保温期间通入CH4∶H2为1.5～2.5∶97.5～98.5的混合气体，所述的混合气体的流速为40～80L/min；

[0021] 步骤(3)：真空及加压烧结：在压力烧结炉中真空状态下进行烧结，工艺参数为：1200℃～1380℃预烧段30～120min；1390℃～1500℃加压烧结段40～100min，加压烧结过程的压力为2～3MPa。

[0022] 有益效果

[0023] 本发明中，通过所述的体积比的H2/CH4混合气氛，以及协同配合于所述的温度和混合气氛气体流速；有助于平衡脱、渗碳的过程，能有效地修正合金因烧结过程中出现的脱、渗碳引起的不良结果；提升烧结制得的产品的质量稳定性。通过本发明优选方法，可烧结完成的产品经金相检测分析为A01、B00、C00、E00。

[0024] 具体实施方法：

[0025] 实施例1

[0026] 配料时分别按碳量6.10％(低于理论标准碳量6.128％)及6.13％配制两种混合料，经湿磨、喷雾干燥、压制成型得到压制成型的坯体各100件；

[0027] 步骤(1)脱成型剂：配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型得到压制成型的坯体；将坯体置于一体化烧结炉中从室温以3℃/min的升温速率升至400℃后保温30min，期间以40L/min的速率通入H2；再以2℃/min的升温速率升至600℃保温80min，期间以40L/min的速率通入H2；

[0028] 步骤(2)：

[0029] 在900℃下CH4∶H2为1∶99的混合气氛下进行碳量修正，其中，所述的混合气氛的流速为40L/min；随后再以升温速率3.3℃/min速率升温至1100℃并保温120min，保温期间通入CH4∶H2为1∶99的混合气体，所述的混合气体的流速为40～80L/min；

[0030] 步骤(3)：真空及加压烧结：在压力烧结炉中真空状态下进行烧结，工艺参数为：1200℃～1380℃预烧段90min；1450℃加压烧结段80min，加压烧结过程的压力为2～3MPa。

[0031] 按上所述烧结完成的按碳量6.10％产品经金相检测分析为A01、B00、C00、E00。按碳量6.13％产品经金相检测分析为A02、B00、C00、E00。均表现为正常。

[0032] 按常规烧结方法烧制的6.10％产品经金相检测分析为A04、B02、E06。表现为严重脱碳。6.13％产品经金相检测分析为A02、B00、C00、E00。表现为正常。

[0033] 实施例2

[0034] 步骤(1)脱成型剂：配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型得到压制成型的坯体；将坯体置于一体化烧结炉中从室温以3℃/min的升温速率升至400℃后保温30min，期间以40L/min的速率通入H2；再以2℃/min的升温速率升至600℃保温80min，期间以40L/min的速率通入H2；

[0035] 步骤(2)：

[0036] 在950℃下CH4∶H2为1∶99的混合气氛下进行碳量修正，其中，所述的混合气氛的流速为40L/min；随后再以升温速率3.3℃/min速率升温至1200℃并保温120min，保温期间通入CH4∶H2为1.5∶98.5的混合气体，所述的混合气体的流速为60L/min；

[0037] 步骤(3)：真空及加压烧结：在压力烧结炉中真空状态下进行烧结，工艺参数为：1300℃预烧段120min；1400℃加压烧结段50min，加压烧结过程的压力为2～3MPa。

[0038] 按上所述烧结完成的按碳量6.07％产品经金相检测分析为A02、B00、C00、E00。按碳量6.15％产品经金相检测分析为A02、B00、C00、E00。均表现为正常。

[0039] 按常规烧结方法烧制的6.07％产品经金相检测分析为A04、B02、E08。表现为严重脱碳。而6.15％产品经金相检测分析为A02、B00、C06。表现为渗碳。

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