[發(fā)明專利]一種高熵效應(yīng)增強(qiáng)(W;Ti;V)C-Co硬質(zhì)合金力學(xué)性能的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710330356.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107245626B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李長(zhǎng)生;陳林波;華國(guó)民;張帥;李劍鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C29/08
• 分類號(hào): C22C29/08;C22C1/05
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種高熵效應(yīng)增強(qiáng)(W,Ti,V)C?Co硬質(zhì)合金力學(xué)性能的方法，步驟如下：a)將WC、Co、VC、TiC粉末按比例混合，其中VC、TiC的摩爾百分比相等，加料、混料過(guò)程中不可避免地會(huì)混入極少量雜質(zhì)；b)利用球磨方法制備高熵的(W,Ti,V)C顆粒；c)運(yùn)用高熵的(W,Ti,V)C顆粒做為增強(qiáng)相，抑制硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中硬質(zhì)相顆粒的長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒，增強(qiáng)力學(xué)性能。本發(fā)明對(duì)WC?Co硬質(zhì)合金的性能改善明顯，且工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，成本較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粉末冶金及硬質(zhì)合金技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種高熵效應(yīng)增強(qiáng)(W,Ti,V)C-Co硬質(zhì)合金力學(xué)性能的方法。

背景技術(shù)

研究顯示TiC的硬度比WC的高，因而使得WC-TiC-Co硬質(zhì)合金的硬度普遍高于WC-Co硬質(zhì)合金的硬度，而且在WC-TiC-Co硬質(zhì)合金中含有(Ti，W)C固溶體，使合金強(qiáng)化，因而在高溫下軟化較慢同時(shí)具有較高的抗月牙坑磨損能力，能提高刀具的使用壽命。但是WC-TiC-Co硬質(zhì)合金韌性有待進(jìn)一步提高。

WC-Co硬質(zhì)合金中添加VC，可以細(xì)化WC晶粒，起到細(xì)晶強(qiáng)化的作用。WC-Co硬質(zhì)合金的硬度、強(qiáng)度、韌性和耐磨性都有所提升。燒結(jié)過(guò)程中VC優(yōu)先溶解在粘結(jié)相中，明顯降低了WC在鈷中的溶解度，減緩了WC通過(guò)液相再結(jié)晶長(zhǎng)大速率。VC吸附在WC顆粒表面，降低了WC的表面能，VC沿WC/WC界面偏析，阻礙了WC界面的遷移，防止WC顆粒的發(fā)生聚集長(zhǎng)大。

國(guó)內(nèi)外大量研究表明添加VC、TiC等粒徑抑制劑可有效抑制WC晶粒生長(zhǎng)，從而得到性能優(yōu)異的無(wú)粘結(jié)相硬質(zhì)合金。但由于TiC的韌性較低，燒結(jié)體的韌性會(huì)隨著TiC含量的增加而減少，因此，尋求合適的WC、VC、TiC加入量是目前研究的熱點(diǎn)。

利用本發(fā)明對(duì)VC、TiC的加入量進(jìn)行調(diào)控，生產(chǎn)出的硬質(zhì)合金性能優(yōu)異，無(wú)論是硬度還是韌性都較未添加VC、TiC的WC-Co硬質(zhì)合金提升明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在于在操作簡(jiǎn)單和相對(duì)低廉的成本的基礎(chǔ)上，提供一種高熵效應(yīng)增強(qiáng)(W,Ti,V)C-Co硬質(zhì)合金力學(xué)性能的方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高熵效應(yīng)增強(qiáng)(W,Ti,V)C-Co硬質(zhì)合金力學(xué)性能的方法，步驟如下：

a)將WC、Co、VC、TiC粉末按比例混合，其中VC、TiC的摩爾百分比相等，加料、混料過(guò)程中不可避免地會(huì)混入極少量雜質(zhì)；

b)利用球磨方法制備高熵的(W,Ti,V)C顆粒；

c)運(yùn)用高熵的(W,Ti,V)C顆粒做為增強(qiáng)相，抑制硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中硬質(zhì)相顆粒的長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒，增強(qiáng)力學(xué)性能。

所述的(W,Ti,V)C-Co硬質(zhì)合金制備步驟如下：

步驟1、物料混合：將WC、VC、TiC、Co粉末按比例混合，使VC、TiC的摩爾百分比相等，再加入粉末總質(zhì)量的0.5％～1.5％的成型劑；

步驟2、球磨混料：濕磨，以乙醇或丙酮為介質(zhì)，并采取惰性氣體保護(hù)或真空；

步驟3、粉末干燥及壓制成型：將步驟2球磨后的粉末干燥后，以20～80MPa壓力壓制成型，保壓5～20min；

步驟4、將步驟3制好的壓坯先加熱至300～600℃脫除成型劑，再加熱至1200℃～1600℃燒結(jié)，并采取惰性氣體保護(hù)或真空。

步驟1中，所述成型劑為聚乙二醇，石蠟，橡膠中的一種。

有益效果：