[發明專利]一種細晶硬質合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201810631742.2
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN110616345B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 陳名海;馬青龍;劉寧;李清文
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C29/08
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種細晶硬質合金的制備方法，其特征在于包括：

使包含鉻離子、有機配體和水的均勻混合反應體系于100~300℃進行水熱反應2~24h，獲得含鉻的金屬有機骨架材料，所述均勻混合反應體系中鉻離子的濃度為0.01~1mol/L，所述有機配體為芳香類羧酸配體，所述芳香類羧酸配體選自鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、均苯三甲酸、聯苯二甲酸、聯苯三甲酸和聯苯四甲酸中的任意一種或兩種以上的組合，所述鉻離子與有機配體的摩爾比為1：0.5~1：4；

將所述含鉻的金屬有機骨架材料和硬質合金均勻混合，形成硬質合金復合材料，所述硬質合金包括WC和Co，所述硬質合金復合材料包含0.2~5wt%含鉻的金屬有機骨架材料、80~96wt%WC和4~15wt%Co；

對所述硬質合金復合材料進行球磨、造粒、壓制成型、脫膠、燒結處理，通過脫膠和預燒過程的低溫裂解和碳化實現鉻的原位碳化，在燒結過程中原位制備納米碳化鉻晶粒細化劑，實現對硬質合金晶粒在燒結過程中晶粒長大的有效抑制，獲得細晶硬質合金。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述鉻離子來源于鉻鹽。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述鉻鹽選自硝酸鉻、醋酸鉻、氯化鉻和硫酸鉻中的任意一種或兩種以上的組合。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述均勻混合反應體系還包括礦化劑。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述礦化劑選自乙酸和/或乙酸鈉。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述礦化劑與鉻離子的摩爾比為1：0.2~1：5。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于還包括：在所述水熱反應完成后，將反應液冷卻至室溫，之后過濾分離，對所獲固形物進行洗滌，再于40~100℃真空干燥2~12h，獲得含鉻的金屬有機骨架材料。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述球磨處理選自行星式球磨、機械攪拌式球磨、振動式球磨和滾筒式球磨中的任意一種或兩種以上的組合。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述球磨處理采用的研磨介質包括硬質合金球，所述硬質合金球的直徑為1~10mm。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述球磨處理的球磨轉速為100~600rpm，球磨時間為2~120h。

11.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于包括：將所述硬質合金復合材料和成型劑混合均勻，進行所述的造粒處理。

12.根據權利要求11所述的制備方法，其特征在于：所述成型劑與硬質合金復合材料的質量比為1~10：100。

13.根據權利要求11所述的制備方法，其特征在于所述成型劑選自聚乙烯醇、橡膠和石蠟中的任意一種或兩種以上的組合。

14.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述壓制成型處理采用的壓制壓力為25~350MPa。

15.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述脫膠處理的溫度為300~500℃，升溫速率為0.5~10℃/min，保溫時間為30min~5h。

16.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于還包括：在所述脫膠處理完成后，先進行預燒處理，再進行所述的燒結處理。