[發明專利]一種碳化鎢基硬質合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202210458476.4
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114774729A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 秦永強;袁健;吳玉程;羅來馬;崔接武;王巖;余東波;張勇
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C29/08;B22F3/105
• 代理公司: 上海漢之律師事務所 31378
• 代理人: 陳強

1.一種碳化鎢基硬質合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

制備WC-Y₂O₃-ZrO₂基體粉末；

將所述WC-Y₂O₃-ZrO₂基體粉末與高熵合金粉末混合，并對其進行球磨化處理；

對球磨化處理后的粉末進行后處理；

將后處理之后的粉末進行燒結制得碳化鎢基硬質合金。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，制備WC-Y₂O₃-ZrO₂基體粉末包括：

按照WC-Y₂O₃-ZrO₂基體的組分比例先將硝酸釔和硝酸鋯置于去離子水中溶解，再加入碳化鎢粉末在120～140℃下攪拌至水分蒸干；

將蒸干后的混合物在干燥箱內進行脫水處理，其中，脫水處理的條件干燥溫度為140～160℃，干燥時間為600～720min；

將脫水后的混合物置于管式爐中煅燒，在750～800℃下煅燒720～800min，制得WC-Y₂O₃-ZrO₂基體粉末。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述WC-Y₂O₃-ZrO₂基體粉末中WC的質量百分數為99.6％，Y₂O₃的質量百分數為0.25～0.3％，ZrO₂的質量百分數為0.1～0.15％。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述高熵合金粉末選自FeNiCrCoTi粉末、FeNiCrCoMo粉末、FeNiCrCoMn粉末中的任一種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述球磨化處理包括：

干磨處理，在充滿氬氣的手套箱內將所述WC-Y₂O₃-ZrO₂基體粉末與所述高熵合金粉末加入球磨罐中進行封裝，隨后在球磨機中進行干磨處理，其中，高熵合金粉末的質量百分數為10～12％，所述WC-Y₂O₃-ZrO₂基體粉末的質量百分數為88～90％；

濕磨處理，在充滿氬氣的手套箱內，向干磨后的粉料中加入適量酒精后封裝，再進行濕磨處理。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述干磨處理的轉速為150～200r/min，球磨時間為24～30h，球料比為8:1～10:1；所述濕磨處理時酒精的加入量為50～60ml，球磨轉速為150～200r/min，球磨時間為2～3h，球料比為8:1～10:1。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，對球磨后的粉末進行后處理包括：將球磨后的粉體攪拌分散開，并置于干燥箱內在150℃下干燥1440min；再對干燥后的粉末進行研磨和過篩處理得到WC-Y₂O₃-ZrO₂-HEA粉體。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述燒結處理包括：將后處理之后的粉末裝入石墨模具中，利用液壓機對粉末進行預壓制；隨后放入放電等離子燒結爐中，在室溫下對爐腔抽至真空，然后升溫至600℃，并在此溫度下保溫5min，保溫過程中將爐壓調制最高；再升溫至1200～1350℃，在此溫度下保溫5min，保溫結束后降至室溫，制得硬質合金復合材料。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述燒結處理時的預壓力為20MPa，最高壓力為50Mpa，燒結爐的升溫速率為100℃/min，降溫速率為100℃/min。

10.一種碳化鎢基硬質合金，其特征在于，采用權利要求1～9任一所述的制備方法制備。