硬质合金、硬质合金刀头及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种合金，特别是涉及一种硬质合金，本发明还涉及一种硬质合金刀头，本发明还涉及该硬质合金刀头的制造方法。
背景技术
传统的切削(割)硬质合金刀头，如YG6、YG8、YT等牌号的硬质合金刀头，主要成分是碳化钨和钴，这种类型的硬质合金刀头普遍存在红硬性方面较差、耐磨性和强度方面不足等问题，其使用范围虽然广泛，但主要适宜使用在有色金属和低塑性铸铁等短切削材料的加工。在切削加工钢材、铝合金材和建筑装饰业中的中、高密度纤维板时，由于长切削及连续切削加工的特点，使切削温度升高，在高温下切削，其硬度和强度急剧下降，容易产生切瘤和月牙洼磨损，同时严重影响了刀具材料的耐磨性和使用寿命。
【发明内容】
本发明的第一个目的在于克服上述现有技术存在的不足之处，提供一种红硬性好、具有高的耐磨性的硬质合金材料。
本发明的第二个目的在于提供一种红硬性好、具有高的耐磨性，主要用于不锈钢为主的黑色金属切割的硬质合金刀头。
本发明的第三个目的在于提供一种硬质合金刀头的制造方法。
本发明地第一个目的通过以下技术方案予以实现：
本发明的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨(WC)、碳化钽(TaC)、钴(Co)以及碳化钨(WC)—碳化钛(TiC)固溶体(CK)等。
所述的固溶体(CK)是将碳化钨(WC)和碳化钛(TiC)在2000～2500℃的高温加热下形成的。
上述硬质合金所含成分按重量百分比计算的配比是：碳化钨50.5～74.5％、碳化钽(TaC)3.5～8.5％、钴(Co)6～12％、固溶体(CK)16～29％。
所述的碳化钨是粒度为0.4～1.0μm的碳化钨粉。
所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。
本发明的第二个目的通过以下技术方案予以实现：
一种硬质合金刀头，由硬质合金制成，其特征在于：所述的硬质合金的主要成分包含碳化钨、碳化钽、钴以及碳化钨—碳化钛固溶体等。
所述的固溶体是将碳化钨和碳化钛在2000～2500℃的高温加热下形成的。
上述硬质合金所含成分按重量百分比计算的配比是：碳化钨50.5～74.5％、碳化钽3.5～8.5％、钴6～12％、固溶体16～29％。
所述的碳化钨是粒度为0.4～1.0μm的碳化钨粉。
所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。
本发明的第三个目的通过以下技术方案予以实现：
一种硬质合金刀头的生产方法，它包括以下步骤：
制造碳化钨—碳化钛固溶体等：将碳化钨、碳化钛混合均匀，并在2000℃～2500℃的高温中加热，形成碳化钨—碳化钛固溶体化合物；
粉料混合：将碳化钨、碳化钽、钴以及碳化钨—碳化钛固溶体放入球磨机中混磨90～100小时，卸料、干燥、过筛；
加成型剂：在混磨好的粉料中按常规方法加入SBS成型剂；
压制——将加了成型剂的粉料压制成毛胚；
烧结——采用“淬火—回火”工艺，将压制成型的毛胚在1400-1460℃的温度下烧结成硬质合金刀头，然后取出淬火，并在600-750℃下进行回火，消除淬火后的应力，控制饱和固溶体的分解与弥散析出；
表面处理——对硬质合金刀头成品作常规的表面处理，再进行包装出厂。
经过此工艺处理的硬质合金刀头，其强度提高15％，硬度提高5-9％，冲击韧性提高15-30％，抗断能力更为明显，可达提高6倍。
本发明的优点在于：增加了由碳化钨与碳化钛在2000～2500℃的高温加热下形成的固溶体和碳化钽，并选用了粒度更小的碳化钨粉，改善了本硬质合金刀头的红硬性、耐磨性和高温强度性等性能，经特殊工艺制成的硬质合金刀头，与同类普通硬质合金刀头相比其强度提高15％，硬度提高5-9％，冲击韧性提高15-30％，抗断能力更为明显，可提高6倍之多。本硬质合金既保留了传统牌号合金及K类合金所具有的好的韧性，又克服了传统牌号的不足。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
本实施例的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨、碳化钨与碳化钛在2000℃的高温加热下形成的固溶体、碳化钽、钴，所述成分按重量百分比计算的配比是：固溶体16％，碳化钽3.5％、钴6％，碳化钨74.5％，所述的碳化钨是粒度为0.4μm的碳化钨粉。
实施例二
本实施例的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨、碳化钨与碳化钛在2500℃的高温加热下形成的固溶体、碳化钽、钴，所述成分按重量百分比计算的配比是：固溶体29％，碳化钽8.5％、钴12％，碳化钨50.5％，所述的碳化钨是粒度为1.0μm的碳化钨粉，所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。
实施例三
本实施例的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨、碳化钨与碳化钛在2300℃的高温加热下形成的固溶体、碳化钽、钴，所述成分按重量百分比计算的配比是：固溶体19％，碳化钽5.5％、钴9％，碳化钨66.5％，所述的碳化钨是粒度为1.0μm的碳化钨粉，所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。
实施例四
本实施例的一种硬质合金，它主要成分包含碳化钨、碳化钨与碳化钛在2000℃的高温加热下形成的固溶体、碳化钽、钴，所述成分按重量百分比计算的配比是：固溶体23％，碳化钽7％、钴10％，碳化钨60％，所述的碳化钨是粒度为0.8μm的碳化钨粉，所述的碳化钨、碳化钽、固溶体在钴中具有最大的溶解度，所述的钴呈α-Co面心立方晶格。
实施例五
本实施例的一种硬质合金刀头，它是由上述实施例一至四的硬质合金制成的。
实施例六
上述实施例五的硬质合金刀头的制造方法，它包括以下步骤：
制造碳化钨—碳化钛固溶体等：将碳化钨、碳化钛混合均匀，并在2000℃～2500℃的高温中加热，形成碳化钨—碳化钛固溶体化合物；
粉料混合：将碳化钨、碳化钽、钴以及碳化钨—碳化钛固溶体放入球磨机中混磨90～100小时，卸料、干燥、过筛；
加成型剂：在混磨好的粉料中按常规方法加入SBS成型剂；
压制——将加了成型剂的粉料压制成毛胚；
烧结——采用“淬火—回火”工艺，将压制成型的毛胚在1400-1460℃的温度下烧结成硬质合金刀头，然后取出淬火，并在600-750℃下进行回火，消除淬火后的应力，控制饱和固溶体的分解与弥散析出；
表面处理——对硬质合金刀头成品作常规的表面处理，再进行包装出厂。