【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及wc硬質(zhì)合金，具體涉及一種高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法。
技術(shù)介紹
1、wc硬質(zhì)合金是一種由wc硬質(zhì)相和金屬粘結(jié)相制成的復(fù)合材料，具有較高的硬度、耐磨性、抗壓強(qiáng)度和彈性模量，被譽(yù)為“工業(yè)之牙”，是金屬切削、采礦、鑿巖、金屬成形、結(jié)構(gòu)件、耐磨件等許多工裝和工程應(yīng)用的前沿材料，被廣泛應(yīng)用于航空航天、資源開采、裝備制造、軌道交通、電子信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。硬質(zhì)合金通常是由兩種物相組成的，即硬質(zhì)相和金屬粘結(jié)相。高熵合金(hea)具有優(yōu)異的摩擦磨損性能、耐腐蝕性、耐高溫等性能[王沛錦,艾桃桃,廖仲尼,等.熱壓燒結(jié)(fenicocr)(100-x)alx(x＝0,5)高熵合金的微觀組織及力學(xué)性能[j].材料研究學(xué)報(bào),2022,36(11):871-880]。wc-hea硬質(zhì)合金的燒結(jié)過程與wc-co的燒結(jié)過程相似，因此hea成為了wc硬質(zhì)合金粘結(jié)相的理想材料，能夠提高硬質(zhì)合金的綜合性能。現(xiàn)階段采用粉末冶金法制備的wc-hea不僅混料工藝比較復(fù)雜，且為了減輕空氣中氧的影響，裝料取料過程中大多數(shù)都是在裝有惰性氣體的手套箱中進(jìn)行。
2、制備超細(xì)納米wc-hea硬質(zhì)合金主要需要解決兩大技術(shù)難題：納米wc硬質(zhì)合金粉體的制備和抑制wc晶粒燒結(jié)過程中的長(zhǎng)大。由于燒結(jié)過程中晶粒會(huì)生長(zhǎng)變大，也有一些方法通過加入其他過渡金屬碳化物或稀土添加劑(如y2o3、tic、vc、cr3c2和mo2c等)來抑制wc晶粒的長(zhǎng)大[高楊,納米晶wc-co硬質(zhì)合金的微結(jié)構(gòu)與性能研究[d].北京:北京工業(yè)大學(xué),2014.]。wc-hea硬質(zhì)合金
3、噴霧轉(zhuǎn)化法是目前工業(yè)量產(chǎn)化制備wc復(fù)合粉體最為成熟的方法，噴霧轉(zhuǎn)化法通常包括原始溶液制備、噴霧干燥形成無定形前驅(qū)體粉末和流化床轉(zhuǎn)化得到所需的wc復(fù)合粉末。在噴霧干燥過程中，通過使用可溶性鹽、鈷鹽以及其他添加劑能夠使溶液分散，達(dá)到分子級(jí)均勻混合的程度，從而保證了產(chǎn)生量大、多孔和流動(dòng)性好的粉末。同時(shí)，在制備復(fù)合粉過程中加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑，有效抑制晶粒的長(zhǎng)大。用這種方法生產(chǎn)的hea粉末非常小，粉末呈球形。然而，由于hea粘結(jié)劑的氣霧化合成需要昂貴的設(shè)備，并且不能大量生產(chǎn)材料，因此該工藝具有一定的局限性。
4、機(jī)械合金化法是目前生產(chǎn)小批量wc-hea硬質(zhì)合金粉末最為常見的方法。機(jī)械合金化(ma)是指通過高能球磨使金屬或合金粉末與磨球之間長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生激烈沖擊和碰撞，在這個(gè)過程中粉末顆粒反復(fù)冷焊、斷裂，從而導(dǎo)致粉末顆粒中原子相互擴(kuò)散，最終獲得合金化粉末的一種制備技術(shù)。通過機(jī)械合金化法生產(chǎn)的合金粉末成分十分均勻，并且可以避開普通的冶金方法中高溫熔化、凝固的過程，從而在室溫下就實(shí)現(xiàn)了金屬的合金化。但是由于合金化時(shí)間較長(zhǎng)，球磨介質(zhì)、罐內(nèi)氣氛以及球料比等多種因素的影響，這種方法對(duì)生產(chǎn)出的合金粉末的組織和性能也具有一定的影響。
5、陳建、蘇霖深等提供了以al、fe、co、cr、ni在氬氣氛圍下機(jī)械合金化制備alfecocrni高熵合金，然后將hea粉末與wc粉末進(jìn)行球磨混料，制備了一種由高熵合金作為粘結(jié)劑的硬質(zhì)碳化鎢合金[陳建，蘇霖深，楊巍，劉曉鵬，徐大鵬，姚小飛，呂煜坤.由高熵合金作為粘結(jié)劑的硬質(zhì)碳化鎢合金及其制備方法：西安工業(yè)大學(xué).2019-01-08公開]。
6、專利cn109371307a公開了一種以高熵合金粉末為粘結(jié)劑的wc基硬質(zhì)合金的制備方法，其是以單質(zhì)金屬鐵、鈷、鉻、鎳、鋁、釩、鈦、銅、鋯、錳等組成的高熵合金為粘結(jié)劑，在氬氣氛圍下制備碳化鎢高熵合金粉體。
7、專利cn110846547a公開了一種高熵合金結(jié)合的碳化鎢硬質(zhì)合金及其制備方法，其以五組元高熵合金cocrnicufe為粘結(jié)劑制備wc硬質(zhì)合金，硬質(zhì)合金配比中hea含量為5-30wt.％，采用機(jī)械合金化法制備hea粉末并細(xì)化wc粉末，然后將hea粉末和wc粉末進(jìn)行球磨混料，其在氬氣氛圍下實(shí)現(xiàn)以高熵合金為粘結(jié)劑制備了wc-cocrnicufe粉末。
8、王鑫銘、陳夏琪等以純金屬粉末fe、co、ni、al、ti機(jī)械合金化得到feconialti高熵合金，混合wc粉末球磨制備了wc-feconialti粉體，制備了一種第二相強(qiáng)化高熵粘結(jié)劑wc硬質(zhì)合金[王鑫銘，陳夏琪，張衛(wèi)兵，劉向中，尹付成，文濤，劉斌.一種第二相強(qiáng)化高熵粘結(jié)劑硬質(zhì)合金及其制備方法：湘潭大學(xué)，2021年10月26日公開]。
9、秦永強(qiáng)、袁健等以純金屬元素粉末al、co、cr、fe、ni在氬氣氛圍下機(jī)械合金化得到alcocrfeni高熵合金，混合wc粉末制備了wc-alcocrfeni粉體[秦永強(qiáng)，袁健，吳玉程，羅來，昝祥，陳順華.一種alcocrfeni作粘結(jié)劑的wc-y203-zr02基體硬質(zhì)合金的制備方法:合肥工業(yè)大學(xué)，2022年2月18日公開]。
10、鄭東海、唐愈以純金屬元素粉末co、cr、fe、ni、ti、al在氬氣氛圍下機(jī)械合金化得到高熵合金，混合wc粉末制備了wc-cocrfenitial粉體[鄭東海，唐愈.高熵合金cocrfenitial粘結(jié)wc硬質(zhì)合金的制備與研究[j].粉末冶金工業(yè).2022,32(06)]。
11、何攀以單質(zhì)金屬鋁、鈷、鐵、鎳、鉻，鈦高能球磨制備的高熵合金為粘結(jié)劑，在氬氣氛圍下制備了wc-al0.5cocrfeniti0.5粉體[何攀.wc/al0.5cocrfeniti0.5硬質(zhì)合金的制備及組織性能研究[d].西安建筑科技大學(xué).2023-06-07]。
12、陳宇航、黃必華等以單質(zhì)金屬粒度小于10μm的al、co、cr、fe、ni、ti粉末高能球磨得到機(jī)械合金化的高熵合金為粘結(jié)劑，制備了wc-alcocrfeniti0.8粉末[陳宇航，黃必華等.wc-aicocrfeniti0.8硬質(zhì)合金組織及力學(xué)性能[j].稀有金屬與硬質(zhì)合金.2023,51(06)]。
13、根據(jù)上述研究，目前制備高熵合金結(jié)合碳化鎢的粉體大多采用機(jī)械合金化先制備高熵合金粉體，再結(jié)合碳化鎢制備硬質(zhì)合金粉體，制備粉體過程在氬氣氛圍下。傳統(tǒng)的機(jī)械合金化過程較為復(fù)雜，一般需要先將市購(gòu)的粗晶wc粉末進(jìn)行細(xì)化，利用高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械研磨得到具有高表面能的納米晶wc粉末，然后再將其他金屬粉末通過ma法進(jìn)行研磨50-60h制備出高熵合金粉體，最后再將制得的高熵合金粉末與細(xì)化的wc粉末進(jìn)行混合，最終得到wc-hea硬質(zhì)合金粉體。[熊建超.高熵合金粘結(jié)劑超細(xì)wc基硬質(zhì)合金的制備與性能研究[d].秦皇島:燕山大學(xué),2020,13-16.]。而且，ma結(jié)束后粉體會(huì)產(chǎn)生很高的內(nèi)能及表面能，粉體極易發(fā)生自燃，造成危險(xiǎn)，因此需要在特定的惰性氣體氛圍下制備，以防止粉末氧化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了改善傳統(tǒng)的機(jī)械合金化較為繁瑣復(fù)雜的球磨過程，更好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)大批量粉末的應(yīng)用，本專利技術(shù)的目的在于提供一種高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：該方法首先在空氣氣氛中將高熵合金粉體的制備原料與WC粉體混料，再通過機(jī)械合金化法制備得到高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：所述硬質(zhì)合金粉體由WC相和FCC的高熵合金組成，其中：高熵合金占5-15wt.％，余量為WC相；所述高熵合金為含有Ni、Cu和Fe的四元或五元或六元合金，該高熵合金中Ni、Cu和Fe三種組元的摩爾比為(0.8-1.5)：(0.5-1.5)：(0.8-1.5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述硬質(zhì)合金球選擇大、中、小三種規(guī)格按質(zhì)量比為(5-8):(2-4):1混合加入；球料質(zhì)量比為(8-12)：1；硬質(zhì)合金球直徑為3-25mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述WC粉體粒徑為2～3μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述高熵合金的制備原料為各元素的單質(zhì)金屬粉末，其中：Co粉末粒徑為1～3μm，F(xiàn)e和Mn粉末粒徑<30μm，Ni、Cu和Cr粉末粒徑<45μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：所述硬質(zhì)合金粉體中，F(xiàn)CC相的高熵合金晶粒尺寸小于WC晶粒尺寸，WC相晶格常數(shù)大于WC的標(biāo)準(zhǔn)晶格常數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：所述硬質(zhì)合金粉體中，WC相的平均晶粒尺寸為45.0-95nm，F(xiàn)CC相的高熵合金平均晶粒尺寸為18.0-32.5nm。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：該方法首先在空氣氣氛中將高熵合金粉體的制備原料與wc粉體混料，再通過機(jī)械合金化法制備得到高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：所述硬質(zhì)合金粉體由wc相和fcc的高熵合金組成，其中：高熵合金占5-15wt.％，余量為wc相；所述高熵合金為含有ni、cu和fe的四元或五元或六元合金，該高熵合金中ni、cu和fe三種組元的摩爾比為(0.8-1.5)：(0.5-1.5)：(0.8-1.5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高熵合金-碳化鎢硬質(zhì)合金粉體的一步鈍化制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述硬質(zhì)合金球選擇大、中、小三種規(guī)格按質(zhì)量比為(5-8):(2-4):1混合加入；球料質(zhì)量比為(8-12)：1；硬質(zhì)合金球直徑為3-25mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邱瑜銘，肖雙喜，李艷國(guó)，鄒芹，任海波，劉杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇鋒泰工具有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。