本发明属于粉末冶金，特别是涉及一种超细高钴硬质合金及其制备方法。
背景技术：
1、wc-co硬质合金是一种通过粉末冶金工艺制备的材料，它通过co的黏附作用与wc紧密结合。增加钴含量可有效提高韧性，因此 wc-co 高钴硬质合金在冷锻模、冲压模、凿岩机等高冲击载荷的金属压力加工中得到了广泛应用。鉴于恶劣的工作条件，合金需要同时具备高韧性和高硬度，以减少设备磨损。众所周知，通过将 wc 晶粒细化到亚微米或纳米范围，可以显著提高硬度。这样可获得同时具有高硬度和高韧性的超细高钴硬质合金，从而更好地满足苛刻的工作要求。
2、由于超细碳化钨的高活性和液态 co 的高含量，在 wc-co 高钴硬质合金的液相烧结过程中，碳化钨晶粒生长现象变得异常突出。这导致了wc晶粒的异常生长，而这些晶粒会成为裂纹萌发点，严重影响合金性能。因此，在烧结过程中抑制 wc 晶粒的生长已成为生产超细高钴硬质合金的主要挑战。
3、根据研究人员多年的研究结果，发现添加过渡金属碳化物可以抑制wc晶粒长大。这些金属碳化物分别为vc、mo2c、cr3c2、nbc、tac、tic、zrc，而其中vc和cr3c2抑制晶粒生长效果最为明显。因此，目前常用vc和cr3c2作为晶粒生长抑制剂。制备超细硬质合金时，通常在球磨过程中以碳化物的形式直接添加；然而这种方法难以实现晶粒长大抑制剂的均匀分布，导致合金中出现异常长大的晶粒。
技术实现思路
1、本发明实施例的目的在于提供一种超细高钴硬质合金制备方法，以解决现有技术超细高钴硬质合金制备中晶粒异常生长和分布不均的问题，提升了材料的韧性和硬度；
2、本发明实施例的第二目的在于提供一种超细高钴硬质合金。
3、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种超细高钴硬质合金制备方法，包括以下步骤：
4、s1、制备钴基固溶体粉末；
5、s2、将s1制备的钴基固溶体粉末与炭黑、wc粉末混合后放入球磨机内球磨，球磨结束后进行干燥处理；
6、s3、将干燥后的混合料进行烧结，烧结结束后随炉冷却得到超细高钴硬质合金。
7、进一步的，所述s1的具体步骤如下：
8、s101、将炭黑、v2o5、cr2o3和co3o4放入球磨机中，球磨机转速为350~500rmp/min，球磨时间为8～32h，球料比为（8~12）：1，球磨介质为无水乙醇，球磨结束后进行球型造粒，获得球型co3o4- cr2o3-v2o5-c复合粉末；
9、s102、将s101得到的球形复合粉末置于管式炉中，通入还原性气体进行还原反应，得到钴基固溶体粉末。
10、进一步的，所述s101中，炭黑、v2o5、cr2o3、co3o4按照（2~8）wt.%、（2~5）wt.%、（3~7）wt.%、（80~93）wt.%进行配比。
11、进一步的，s102中所述还原性气体包括氢气、co和ch4的任意一种。
12、进一步的，s102中所述还原反应的过程为首先升温至350℃~500℃，然后在350℃~500℃下保温0.5h～2.5h，随后升温至900℃~1200℃，然后在900℃~1200℃下保温1h～4h。
13、进一步的，所述s2中钴基固溶体粉末、炭黑、wc按照（12~20）wt.%、（0.5~1.5）wt.%、（78.5~87.5）wt.%进行配比；其中wc的粒度为0.2~0.4μm。
14、进一步的，所述s2球磨和干燥的具体参数为：球磨转速为250~400rmp/min，球磨时间为16～48h，球料比为（8~12）：1，球磨介质为无水乙醇；球磨过程中，加入（1.8~2.2）wt.%石蜡；干燥温度为80~120℃，干燥时间为1～3h。
15、进一步的，所述s3中烧结参数为：烧结炉内压强5~10mpa，烧结温度1380~1440℃，保温时间为40～80min。
16、一种超细高钴硬质合金，由上述超细高钴硬质合金制备方法制备得到。
17、本发明的有益效果是：
18、本发明提出的方法通过创新性地利用钴基固溶体技术作为晶粒生长调控机制，有效地解决了超细高钴硬质合金制备中面临的关键技术瓶颈。本发明通过将晶粒长大抑制剂融入钴相形成稳定的固溶体，不仅精准调控了烧结过程中钨元素的迁移与再沉淀，成功抑制了wc晶粒的异常生长，而且确保了抑制剂在液相烧结阶段能够均匀分布，避免了晶粒不均匀长大导致的性能缺陷。综上，本发明所制备的超细高钴硬质合金展现出晶粒尺寸微细且分布均匀的特征，显著增强了材料的韧性和硬度，优化了其在高冲击载荷环境下的耐磨及抗裂性能，全面克服了传统制备技术中的晶粒控制与分布均匀性问题，为高性能硬质合金材料的工业化生产提供了先进的技术解决方案。
1.一种超细高钴硬质合金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超细高钴硬质合金制备方法，其特征在于，所述s1的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种超细高钴硬质合金制备方法，其特征在于，所述s101中，炭黑、v2o5、cr2o3、co3o4按照（2~8）wt.%、（2~5）wt.%、（3~7）wt.%、（80~93）wt.%进行配比。
4.根据权利要求2所述的一种超细高钴硬质合金制备方法，其特征在于，s102中所述还原性气体包括氢气、co和ch4的任意一种。
5.根据权利要求2所述的一种超细高钴硬质合金制备方法，其特征在于，s102中所述还原反应的过程为首先升温至350℃~500℃，然后在350℃~500℃下保温0.5h～2.5h，随后升温至900℃~1200℃，然后在900℃~1200℃下保温1h～4h。
6.根据权利要求1所述的一种超细高钴硬质合金制备方法，其特征在于，所述s2中钴基固溶体粉末、炭黑、wc按照（12~20）wt.%、（0.5~1.5）wt.%、（78.5~87.5）wt.%进行配比；其中wc的粒度为0.2~0.4μm。
7.根据权利要求1所述的一种超细高钴硬质合金制备方法，其特征在于，所述s2球磨和干燥的具体参数为：球磨转速为250~400rmp/min，球磨时间为16～48h，球料比为（8~12）：1，球磨介质为无水乙醇；球磨过程中，加入（1.8~2.2）wt.%石蜡；干燥温度为80~120℃，干燥时间为1～3h。
8.根据权利要求1所述的一种超细高钴硬质合金制备方法，其特征在于，所述s3中烧结参数为：烧结炉内压强5~10mpa，烧结温度1380~1440℃，保温时间为40～80min。
9.一种超细高钴硬质合金，由权利要求1~8任一所述一种超细高钴硬质合金制备方法制备得到。
