一种复相共强化硬质合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复相共强化硬质合金及其制备方法，包括按照重量份数之和100计的以下组分：WC 80～90份，高熵合金5～15份，金属氧化物5

【技术实现步骤摘要】
一种复相共强化硬质合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及硬质合金
，具体地说是一种复相共强化硬质合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]高强度韧性硬质合金材料是一种新型产品，该产品不但具有硬质合金材料的稳定性，而且产品具有高强度高硬度特点，工作性能稳定。各种指标符合硬质合金的稳定性，整体性能优越。硬质合金材料正因为有以上的各项特点，在很多行业领域都得到广泛的应用。
[0003]比如一些模具，在成型产品的过程中，需要承受剧烈的冲压载荷，其凹模表面承受很高的压应力，要求模具材料具有较高的强度、韧性和耐磨性。硬质合金材料也被应用在模具上。现有的硬质合金材料及其加工方法很难做到高强度高硬度，要求合金机体性能稳定，在冲压摩擦环境中工作不易受损，有高度稳定性。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种复相共强化硬质合金及其制备方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：
[0006]一种复相共强化硬质合金，包括按照重量份数之和100计的以下组分：
[0007]WC 80～90份，高熵合金5～15份，金属氧化物5
‑
10份，其中高熵合金包括钴、镍、铬、铋，钼，高熵合金作为粘结相，金属氧化物包括ZrO2、 La2O3、SnO2、Al2O3。
[0008]所述高熵合金中各组分按照重量份数之和100计为：钴10
‑
30份，镍 10
‑
30份，铬5
‑<br/>20份、铋1
‑
10份，钼10
‑
20份。
[0009]所述金属氧化物中的各组分的量为WC和高熵合金的重量之和的：ZrO2为0.5
‑
2wt％，La2O3为1
‑
1.5wt％，SnO2为1.5
‑
3.5wt％，Al2O3为1
‑
3wt％。
[0010]所述WC的粒径为5
‑
9μm。
[0011]一种复相共强化硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
[0012]将钴、镍、铬、铋，钼按照设定的重量份数进行配比混合，然后置于球磨设备进行球磨处理，直至获得高熵合金粉末；
[0013]将WC和金属氧化物分别单独置于球磨机中球磨处理，得到符合粒径要求的WC粉末和金属氧化物粉末；
[0014]将高熵合金粉末、WC粉末和金属氧化物粉末混合，然后干燥；
[0015]压制成型，得到坯料；
[0016]将压制后的半成品放入烧结炉中，在惰性气氛条件下在200
‑
300℃的温度下加压烧结，然后冷却得到烧结料；
[0017]将烧结料研磨成粉末，然后进行放电等离子烧结和成型，得到成品的硬质合金材料。
[0018]所述放电等离子烧结过程中，烧结工艺条件如下：烧结电流类型：直流脉冲电流；烧结压力：30～50Mpa；烧结加热速率：50～300℃/min；烧结温度：1200～1400℃；烧结保温时间：1～20min；烧结真空度：≤4Pa，当达到设定的烧结温度后进行保温。
[0019]所述钴、镍、铬、铋，钼粉末的纯度≥99.9％、粒度1～3μm。
[0020]所述放电等离子烧结过程中，以一个或者多个不同的加热速率进行多段式加热升温。
[0021]本专利技术通过高熵合金作为粘结相，传统碳化钨
‑
钴硬质合金相比，具有良好的强度、更高的硬度和更为优异的断裂韧性，尤其是在高温下，其红硬性、强度、蠕变抗力等均更优异。通过加入金属氧化物，可进一步均匀分散于粘结相中，能够起到抑制裂纹在粘结相中的扩展，提高合金强韧性。可广泛用于模具、刀具等产品的制备。
具体实施方式
[0022]下面参照实施例对本专利技术进行详细的说明，但对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解并作出适当性的改变。
[0023]本专利技术揭示了一种复相共强化硬质合金，包括按照重量份数之和100 计的以下组分：WC 80～90份，高熵合金5～15份，金属氧化物5
‑
10份，其中高熵合金包括钴、镍、铬、铋，钼，高熵合金作为粘结相，金属氧化物包括ZrO2、La2O3、SnO2、Al2O3。所述WC的粒径为5
‑
9μm。
[0024]所述高熵合金中各组分按照重量份数之和100计为：钴10
‑
30份，镍 10
‑
30份，铬5
‑
20份、铋1
‑
10份，钼10
‑
20份。所述金属氧化物中的各组分的量为WC和高熵合金的重量之和的：ZrO2为0.5
‑
2wt％，La2O3为 1
‑
1.5wt％，SnO2为1.5
‑
3.5wt％，Al2O3为1
‑
3wt％。
[0025]本专利技术中，通过采用由钴、镍、铬、铋，钼组合而成的高熵合金，钴、铋和镍会形成铋镍金属间化合物，即在高熵合金基体中形成了一种新的硬质相，该硬质相具有较高的室温硬度和高硬度，从而提高了该高熵合金的硬度和抗高温软化性能。而钴、铬、钼会形成钴铬钼合金，能够提升耐磨性，然后整体的耐磨性得到有效提升，硬度可提高5～30％。
[0026]实施例一
[0027]一种复相共强化硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
[0028]先按照重量份数之和100计：WC 80份，高熵合金15份，金属氧化物 5份进行设计。WC的粒径为5μm。
[0029]对于高熵合金，按照重量份数之和100计，将钴30份、镍30份、铬 20份、铋5份，钼15份进行配比混合，然后置于球磨设备进行球磨处理，直至获得高熵合金粉末。
[0030]将WC和金属氧化物分别单独置于球磨机中球磨处理，得到符合粒径要求的WC粉末和金属氧化物粉末。金属氧化物中的各组分的量为WC和高熵合金的重量之和的：ZrO2为0.5wt％，La2O3为1wt％，SnO2为1.5wt％， Al2O3为1wt％。
[0031]将高熵合金粉末、WC粉末和金属氧化物粉末混合，然后干燥。
[0032]压制成型，得到坯料。
[0033]将压制后的半成品放入烧结炉中，在惰性气氛条件下在200℃的温度下加压烧结，然后冷却得到烧结料。
[0034]将烧结料研磨成粉末，然后进行放电等离子烧结和成型，得到成品的硬质合金材料。
[0035]所述放电等离子烧结过程中，烧结工艺条件如下：烧结电流类型：直流脉冲电流；烧结压力：30Mpa；烧结加热速率：50℃/min；烧结温度：1200℃；烧结保温时间：1min；烧结真空度：4Pa，当达到设定的烧结温度后进行保温。
[0036]所述钴、镍、铬、铋，钼粉末的纯度99.9％、粒度1μm。
[0037]通过以上先烧结、冷却，然后再次放电等离子烧结处理，即前后两次烧结，但本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复相共强化硬质合金，其特征在于，包括按照重量份数之和100计的以下组分：WC 80～90份，高熵合金5～15份，金属氧化物5
‑
10份，其中高熵合金包括钴、镍、铬、铋，钼，高熵合金作为粘结相，金属氧化物包括ZrO2、La2O3、SnO2、Al2O3。2.根据权利要求1所述的复相共强化硬质合金，其特征在于，所述高熵合金中各组分按照重量份数之和100计为：钴10
‑
30份，镍10
‑
30份，铬5
‑
20份、铋1
‑
10份，钼10
‑
20份。3.根据权利要求2所述的复相共强化硬质合金，其特征在于，所述金属氧化物中的各组分的量为WC和高熵合金的重量之和的：ZrO2为0.5
‑
2wt％，La2O3为1
‑
1.5wt％，SnO2为1.5
‑
3.5wt％，Al2O3为1
‑
3wt％。4.根据权利要求3所述的复相共强化硬质合金，其特征在于，所述WC的粒径为5
‑
9μm。5.一种根据权利要求4所述的复相共强化硬质合金的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶惠明，叶少良，诸优明，叶戈，叶涛，
申请(专利权)人：河源正信硬质合金有限公司，
类型：发明
国别省市：