[發明專利]一種含稀土元素的晶粒細化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810668882.7
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN110629060B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 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，所述鉻離子來源于鉻鹽，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，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浸潤吸附于含稀土元素離子前驅體中，之后升溫，在保護性氣氛中分別進行第一煅燒處理和第二煅燒處理，形成含稀土元素的復合碳化鉻，獲得含稀土元素的晶粒細化劑，其中，所述含稀土元素離子前驅體所含的稀土元素選自鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧和釔中的任意一種或兩種以上的組合，所述升溫的速率為2~100℃/min，第一煅燒處理的溫度為250~450℃，時間為10min~2h，所述第二煅燒處理的溫度為600~1000℃，時間為10min~2h；

將所述含稀土元素的晶粒細化劑和硬質合金均勻混合，形成硬質合金復合材料；

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，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：所述均勻混合反應體系還包括礦化劑。

3.根據權利要求2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。

4.根據權利要求2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是1：0.2~1：5。

5.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。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述含稀土元素離子前驅體選自含稀土元素的水溶型硝酸鹽、氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽和水溶型稀土配合物中的任意一種或兩種以上的組合。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述保護性氣氛選自氮氣氣氛和/或惰性氣體氣氛。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述硬質合金包括WC和Co。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述硬質合金復合材料包含0.1~5wt%含稀土元素的晶粒細化劑、80~95wt%WC和5~20wt%Co。

10.由權利要求1-9中任一項所述方法制備的細晶硬質合金。