[發明專利]一種表層脫碳相梯度硬質合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201911377951.X
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN113046612B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 楊天恩;牛國梁;王昊梓軻;朱幼宇;桑江燕
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;C22C1/10;B22F3/10
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 范國鋒;劉冬梅

1.一種表層脫碳相梯度硬質合金材料，其特征在于，所述硬質合金材料由粘結劑、(W,Ti)C粉、碳氮化物或氮化物、WC粉和W粉制得，

所述粘結劑選自包括Co粉、Ni粉、Fe粉中的一種或幾種，所述碳氮化物為Ti(C,N)，氮化物選自TiN、AlN、ZrN中的一種或幾種；

所述粘結劑占10~15%，所述(W,Ti)C粉占4.0~30.0%，所述WC粉占50.0~59.0%，碳氮化物或氮化物占0.8~10.0%，其余為W粉，其中，各原料組分的重量百分比之和為100%；或

所述粘結劑占6~9%，所述(W,Ti)C粉占4.0~30.0%，所述WC粉占60.0~65.0%，碳氮化物或氮化物占0.8~10.0%，其余為W粉，其中，各原料組分的重量百分比之和為100%；

所述硬質合金材料由以下方法制備得到：

步驟1、將粘結劑、(W,Ti)C粉、WC粉、W粉、碳氮化物或氮化物混合；

步驟2、將步驟1所得混合物研磨、干燥，壓制成生坯；

步驟3、對步驟2所得生坯進行真空燒結；所述真空燒結包括低溫燒結階段、脫除成型劑階段、脫氣預燒結階段、固相燒結階段、液相燒結階段；

低溫燒結階段包括以下步驟：

步驟S1、以1～5℃/min的速率升溫到130～170℃，然后保溫5～20 min，真空度保持在5～30 Pa；

步驟S2、然后以2～6℃/min的速率升溫到250～290℃，然后保溫10～30 min，真空度保持在5～30 Pa；

步驟S3、以0.5～3.5℃/min的速率升溫到340～380℃，然后保溫20～60 min，真空度保持在15～50 Pa；

在脫除成型劑階段，以0.4～1.2℃/min的速率升溫到420～460℃，然后保溫40～80min，于15～50 Pa真空度下脫除成型劑；

在脫氣預燒結階段，以0.5～3.5℃/min的速率升溫到540～580℃，然后保溫40～80min，于15～50 Pa真空度下進行脫氣預燒結；

在固相燒結階段，以2～6℃/min的速率升溫到1190～1240℃，然后保溫40～80 min，于5～30 Pa真空度下完成固相燒結；

在液相燒結階段，以2～6℃/min的速率升溫到1420～1460℃，然后保溫40～120 min，于10～40Pa真空度下完成液相燒結。

2.根據權利要求1所述的硬質合金材料，其特征在于，所述粘結劑粒度為0.2~5μm；(W,Ti)C粉的粒度為0.5~8μm；WC粉的粒度為0.2~11μm；碳氮化物或氮化物的粒度為0.2~10μm；W粉的粒度為0.2~5μm。

3.權利要求1或2所述的表層脫碳相硬質合金材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1、將粘結劑、(W,Ti)C粉、WC粉、W粉、碳氮化物或氮化物混合；

步驟2、將步驟1所得混合物研磨、干燥，壓制成生坯；

步驟3、對步驟2所得生坯進行真空燒結，所述真空燒結包括低溫燒結階段、脫除成型劑階段、脫氣預燒結階段、固相燒結階段、液相燒結階段；

在所述脫除成型劑階段中，以0.4～1.2℃/min的速率升溫到420～460℃，然后保溫40～80 min，于15～50 Pa真空度下脫除成型劑；

在脫氣預燒結階段，以0.5～3.5℃/min的速率升溫到540～580℃，然后保溫40～80min，于15～50 Pa真空度下進行脫氣預燒結；

在所述固相燒結階段中，以2～6℃/min的速率升溫到1190～1240℃，然后保溫40～80min，于5～30 Pa真空度下完成固相燒結；

在所述液相燒結階段中，以2～6℃/min的速率升溫到1420～1460℃，然后保溫40～120min，于10～40Pa真空度下完成液相燒結。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟2中，在所述研磨中，研磨速度為20~150r/min，和/或

研磨時間為5~80h。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟2中，在所述研磨中，研磨速度為50~90r/min，和/或

研磨時間為10~80h。