本發(fā)明專利技術公開了一種高強度WC納米硬質合金材料的制備工藝，涉及金屬材料生產技術領域，包括原料準備，機械力活化，真空加熱和冷卻四個工藝過程，本工藝方法中，采用機械力活化制備WC納米硬質合金材料，該工藝方法流程簡單，制備速度快，制備出的WC納米硬質合金材料質量好，強度高，不易被環(huán)境污染，制備過程中通過選取優(yōu)質的氧化鎢和石墨粉末原料，控制好加熱溫度、加熱時間以及升溫速率等參數(shù)，使得制備出的WC納米硬質合金材料強度超過了同類材料，硬度高，韌性大，膨脹系數(shù)小，熱傳導率大，彈性模量高，具有很高的抗壓強度以及耐磨性，且制備過程中通過優(yōu)選制備加工設備，選用了性能優(yōu)良的球磨機和真空爐，提高了制備速率和材料質量。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
-種高強度WC納米硬質合金材料的制備工藝
本專利技術涉及金屬材料生產
，具體涉及一種高強度WC納米硬質合金材料 的制備工藝。
技術介紹
硬質合金是由一種或多種高硬度、高彈性模量的難熔金屬碳化物(通常由間隙化 合物WC-TIC等作為主相）和過渡族金屬Fe、CO、Ni或其他合金作為粘結相組成的多相復 合材料，其中碳化物主相為合金提供高的硬度和耐磨性，而過渡族金屬粘結相為合金提供 必需的韌性，一般這種復合結構材料經過粉末制備、壓制成型和高溫燒結等粉末冶金方法 制備，硬質合金具有許多優(yōu)良的力學性能，包括很高的硬度和良好的耐磨性，特別在高溫 下仍保持較高的硬度和強度，相對于其他超硬工具材料，鎢鉆類硬質合金（WC-C)具有較好 的抗拉強度和斷裂軔性，基于上述優(yōu)異的性能，用硬質合金作為工具材料可以成倍甚至上 百倍提高工具的壽命，提升切削速度和鉆進速度，大大提高生產效率，采用硬質合金實現(xiàn) 高速切削可以提高工件的加工尺寸精度，降低表面粗糙度，更好地適應加工工業(yè)機械化和 自動化發(fā)展要求，硬質合金制成的切削工具還可以用來加工普通高速鋼難以加工的耐熱合 金、欽合金、超硬鑄鐵等材料，這就使其在工具材料、耐磨材料、耐高溫和耐腐蝕材料等領域 占有重要的地位，引起了金屬切削加工工業(yè)的革命，被譽為工業(yè)的牙齒，因此，迫切需要研 制一種高強度的碳化鎢材料來滿足生產的需求，且制備工藝要簡單，成本低廉，可實現(xiàn)自動 化生產。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的問題是提供一種制備工藝簡單，成本低廉，強度高的WC納米硬 質合金材料的制備工藝。 為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術采取的技術方案為：所提供的一種高強度WC納米硬質 合金材料的制備工藝，包括下述工藝步驟： (1) 原料準備：選用純度大于99. 9%的氧化鎢粉末和純度大于99%的石墨粉末，并按照 1:4的摩爾質量比稱取總重為50-60g的混合粉末； (2) 機械力活化：按照球料比為10:1選擇好磨球后，將步驟（1)中準備好的混合粉末和 磨球一同裝入球磨罐，啟動球磨機，并控制球磨機的轉速為 345_355r/min，待球磨機連續(xù)運 轉10-12h后，取出粉末。 (3)真空加熱：將步驟（2)中經機械力活化后的粉末裝入瓷舟內，并置于真空爐中 進行加熱，控制加熱溫度為1210-122〇。〇,真空度保持在13-i8Pa，控制升溫速率為9-12°C / min,持續(xù)加熱1-2h。 (4)冷卻：經步驟（3)加熱完成后，將反應后的粉末置于真空中冷卻至室溫即可制 得成品。 優(yōu)選的'所述步驟（1)中氧化鎢粉末中氧與鎢原子的化學比范圍為2. 95-3.0,為 黃色氧化鎢，粉末顆粒為球形，粒徑為〇· 2-2mn，所述石墨的平均顆粒度為3utn。 優(yōu)選的，所述步驟（1)中所用的石墨需進行干燥處理，具體工藝步驟為， (1) 將石墨粉末置于烘干機內，控制千燥溫度為250°C，控制干燥時間為lh ; (2) 將干燥后的石墨粉末置于密閉的器皿中冷卻至室溫25°C即可。 優(yōu)選的，所述步驟（2)中所用的磨球為硬質合金磨球，其直徑為9-10mm。 優(yōu)選的，所述步驟（2)中所用的球磨機為QM-1SP4行星式球磨機。 優(yōu)選的，所述步驟（3)中所用的真空爐為自動控溫真空爐，可控最高溫度為 2000。。。 采用本專利技術的技術方案，本工藝方法中采用機械力活化制備WC納米硬質合金材 料，該工藝方法流程簡單，制備速度快，制備出的WC納米硬質合金材料質量好，強度高，不 易被環(huán)境污染，制備過程中通過選取優(yōu)質的氧化鎢和石墨粉末原料，控制好加熱溫度、加熱 時間以及升溫速率等參數(shù)，使得制備出的WC納米硬質合金材料強度超過了同類材料，硬度 高，韌性大，膨脹系數(shù)小，熱傳導率大，彈性模量高，具有很高的抗壓強度以及耐磨性，且制 備過程中通過優(yōu)選制備加工設備，選用了性能優(yōu)良的球磨機和真空爐，提高了制備速率和 材料質量。 【具體實施方式】 實施例1 : (1) 原料準備：選用純度大于· 9%的氧化鎢粉末和純度大于99%的石墨粉末，并按照 1:4的摩爾質量比稱取總重為51g的混合粉末，其中，所述氧化鎢粉末中氧與鎢原子的化學 比范圍為2. 95,為黃色氧化鎢，粉末顆粒為球形，粒徑為〇. 2um，所述石墨的平均顆粒度為 3um ； (2) 機械力活化：按照球料比為10:1選擇直徑為9mm磨球后，將步驟（1)中準備好的混 合粉末和磨球一同裝入球磨罐，啟動QM-1SP4行星式球磨機，并控制球磨機的轉速為346r/ min，待球磨機連續(xù)運轉10h后，取出粉末。 (3)真空加熱：將步驟（2)中經機械力活化后的粉末裝入瓷舟內，并置于自動控 溫真空爐中進行加熱，控制加熱溫度為1211°C，真空度保持在13Pa，控制升溫速率為9°C / min，持續(xù)加熱lh。 (4)冷卻：經步驟（3)加熱完成后，將反應后的粉末置于真空中冷卻至室溫即可制 得成品。 實施例2 :其余與實施例1相同，不同之處在于所述步驟（1)中，稱取的混合粉末的 總重為52g，所述氧化鎢粉末中氧與鎢原子的化學比范圍為2. 96,粒徑為0. Sum ;所述步驟 (2)中，所用的磨球直徑為10mm，控制球磨機轉速為350 r/min,控制運轉時間為llh ;所述 步驟（3)中，控制加熱溫度為1216°C，控制真空度為15Pa，控制升溫速率為11°C /min，控制 加熱時間為1. 5h。 實施例3 :其余與實施例1相同，不同之處在于所述步驟（D中，稱取的混合粉末的 總重為56g，所述氧化鎢粉末中氧與鎢原子的化學比范圍為2. 98,粒徑為0. 9um ;所述步驟 (2)中，所用的磨球直徑為10mm，控制球磨機轉速為352 r/min，控制運轉時間為10. 5h ;所 述步驟（3)中，控制加熱溫度為1218?，控制真空度為16Pa,控制升溫速率為12°C /min，控 制加熱時間為2h。 ^ 經過以上工藝步驟后，取出WC納米確席4各姑Μ垤口牲、Μ -本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高強度WC納米硬質合金材料的制備工藝，包括下述工藝步驟：（1）原料準備：選用純度大于99.9%的氧化鎢粉末和純度大于99%的石墨粉末，并按照1:4的摩爾質量比稱取總重為50?60g的混合粉末；（2）機械力活化：按照球料比為10:1選擇好磨球后，將步驟（1）中準備好的混合粉末和磨球一同裝入球磨罐，啟動球磨機，并控制球磨機的轉速為345?355r/min，待球磨機連續(xù)運轉10?12h后，取出粉末；（3）真空加熱：將步驟（2）中經機械力活化后的粉末裝入瓷舟內，并置于真空爐中進行加熱，控制加熱溫度為1210?1220℃，真空度保持在13?18Pa，控制升溫速率為9?12℃/min，持續(xù)加熱1?2h；（4）冷卻：經步驟（3）加熱完成后，將反應后的粉末置于真空中冷卻至室溫即可制得成品。
【技術特征摘要】
1. 一種高強度WC納米硬質合金材料的制備工藝，包括下述工藝步驟： (1) 原料準備：選用純度大于99. 9%的氧化鎢粉末和純度大于99%的石墨粉末，并按照 1:4的摩爾質量比稱取總重為50-60g的混合粉末； (2) 機械力活化：按照球料比為10:1選擇好磨球后，將步驟（1)中準備好的混合粉末和 磨球一同裝入球磨罐，啟動球磨機，并控制球磨機的轉速為345-355r/min，待球磨機連續(xù)運 轉io-ia后，取出粉末； (3) 真空加熱：將步驟（2)中經機械力活化后的粉末裝入瓷舟內，并置于真空爐中進行 加熱，控制加熱溫度為1210_1220°C，真空度保持在13-18Pa，控制升溫速率為9-12°C /min， 持續(xù)加熱l_2h ; (4) 冷卻：經步驟（3)加熱完成后，將反應后的粉末置于真空中冷卻至室溫即可制得成 品。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種高強度WC納米硬質合金材料的制備工藝，其特征在于： 所述步驟（1)中氧化鎢粉末中氧與鎢原子的化...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：姬勝國，
申請(專利權)人：青島銳志農業(yè)技術服務有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37
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