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用于陶瓷模具的硬质合金
    本发明属于以碳化钨为基的硬质合金。

    目前，国内全部采用调质钢制作陶瓷压模，进口压机随机压模亦不例外。一般的硬质合金由硬质相碳化钨和粘结相钴或镍组成，将它们用于模具制作，特别是陶瓷地砖瓷砖模具时，有以下缺点：1.硬度低，抗磨粒磨损性差，寿命短，只能使用12至15昼夜；2.更换模具频繁、换模时间长(6-8小时)，而全自动滚动窑不能降温而停产，致使生产效率降低，成本提高；3.陶瓷材料的周边擦痕累累，影响陶瓷产品的外观。

    本发明的目的是，设计一种高耐磨性、高耐腐蚀性的硬质合金，以满足陶瓷模具的需要。

    本发明含有碳化钨、镍、铬、钼，选用碳化钨作硬质相，镍、铬、钼作粘结相，其基本成份的重量百分比如下：碳化钨80～94％，镍5～15％、铬0.3～3％、钼0.5～3％。

    经实验本发明所述的硬质合金硬度达到HRA88-89相当于HRC72，可用于陶瓷模、电池模、机械密封环、阀门等；用于陶瓷地砖模时寿命可达120昼夜，即使模具因产品超差而报废，而产品的周边仍然光亮无擦痕，由于更换模具的次数明显减少，使生产效率大大提高，如果一台压砖机投入的模具费用相同，那么，用本发明制作的模具比调质钢模具多生产价值24万元的陶瓷砖，节能1.5万元，一年一台机增产57.6万元，节能4万元。

    本发明选用弹性模量高，抗磨粒，磨损强的碳化钨作硬质相，它的制作容易，来源丰富，价格低廉，选用比钴便宜3至4倍的镍、铬、钼作粘结相，其合金的成本降低，而功能又有所提高。本发明中的碳化钨含量80～94％(重量)，最好为85～92％，亦可用小量的碳化钛代替碳化钨，但不宜超过5％(重量)，亦不能少于1％，太多的碳化钛使合金韧性明显下降，太少不会改变耐腐蚀性，同样，也可加入0.3～3％的碳化铬以代替相同数量的碳化钨，太多太少所带来地影响与碳化钛相似；选用镍作粘结相的目的不仅仅是因为其价格低，更主要是因为它的电势高，耐腐蚀性强，加入量5～15％(重量)，加入量少于下限使合金很脆，超过上限使合金硬度降低；合金中加入铬，旨在增强合金的耐腐蚀性，它与镍在烧结过程中固溶合金化产生联合抗腐蚀性能，加入量为0.3～3％，超过上限会使合金变脆，低于下限则无作用；钼的加入进一步提高了合金的耐腐蚀性，更适应陶瓷的这种腐蚀性；由于铬和钼都有可能在烧结过程中形成碳化物，使合金变脆失去实用性，所以碳化钨中的总碳一般控制在5.8～6.12％，最好在6.12％以下，来完全实现镍、铬、钼合金化。

    将符合比例的碳化钨、镍、铬、钼均通过250目筛网，用经典的粉末冶金方法在1300℃～1450℃的真空炉内烧结60分钟，即可得到高耐磨性、高耐腐蚀性的硬质合金。下表是三份本发明样品与一份调质钢的机械性能表。  合  金       合金成份硬度(HRA)抗弯强度(kg/mm)显微组织  样品1  样品2  样品3 90WC 8Ni 1Cr 1Mo    91    160正常 88WC 9Ni 2Cr 1Mo    91    180正常 86WC 10Ni 3Cr 1Mo    89    200正常  调质钢 84.5WC 15Ni 0.5CrC    85    200正常

    由上表可看出本发明的三份样品的机械性能达到较高的水平，具有高耐磨性、高耐腐蚀性。将本发明用于陶瓷砖模时，可以制成块状的，也可以制成薄片状，如果制成块状的，可将各合金块通过粘接或焊接或下销钉或其他方式连接成一个所需的整体合金，再将该整体合金固定在钢基体上；如果把合金制成薄片状，可将该合金片通过热镶、焊接、燕尾接等任意一种方式固定在钢基体上，并与陶瓷砖模的成形面对应，这样可节约一部分合金材料。