【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及硬質合金材料制備，具體為一種高耐磨硬質合金復合材料及其制備方法。
技術介紹
1、硬質合金材料因其具有的高硬度、高強度、良好的高溫性能和優秀的耐磨性能，被廣泛應用于刀具、模具等各種高抗磨損工業
2、傳統的硬質合金一般利用粉末冶金技術制備得到，具體是以高硬度難熔金屬的碳化物如wc為主相成分，并加入鈷或者鎳等粘結相，壓制成型后經燒結而成，制得的硬質合金可以保證較高的硬度，但是韌性較差，脆性大導致其難以加工，且遭受沖擊時容易發生斷裂，嚴重阻礙了硬質合金的進一步的研究和應用。同時co在世界范圍的儲量都十分有限，是國家稀缺戰略物資，加之世界工業發展對其需求量日益增大，導致co的價格越來越高也增加了硬質合金的生產成本。
3、為了解決上述技術問題，現有技術中提出將硬質合金與其他成核劑作為改善韌性的材料，進行復合以改善硬質合金的性能，通過在硬質合金表面涂覆氮化鈦、氧化鋁等功能性涂層來提高硬質合金的綜合性能，但現有技術中主要采用化學氣相沉積或物理氣相沉積法在硬質合金表面涂覆功能性涂層，使用過程中容易受到環境的影響，導致涂層與基體的結合能力較差，無法有效且穩定的改善硬質合金的力學性能。
4、現有技術中將硬質合金材料與碳鋼材料進行復合來提高合金的綜合力學性能，主要采用焊接技術將碳鋼材料與硬質合金材料進行結合，然而，硬質合金和碳鋼材料的物理和化學差異性較大，導致其焊接部分強度不夠，導致在硬質合金一側形成貧碳層，導致焊接部位存在大量熱殘余應力，在焊接處具有較高的脆性，同時焊接處的耐磨性能差，限制了
5、綜上所述，現有技術中對于硬質合金的性能改善仍有明顯缺點，硬質合金仍存在力學性能以及耐磨性能無法同時滿足的問題。
6、為此，本專利技術提供一種高耐磨硬質合金復合材料及其制備方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種高耐磨硬質合金復合材料及其制備方法，通過將碳化鎢與碳化鈦以質量比混勻，經過熱處理得到硬質相；將六水合硫酸鎳、二水合鉬酸鈉以及納米顆粒溶于溶劑中作為陰極，通過電化學處理得到粘結相，通過將硬質相，粘結相經過球磨、壓制、放電等離子燒結，退火處理后打磨，清洗制得所述高耐磨硬質合金；通過控制熱處理的溫度、時間以及冷卻時間，避免硬質相晶粒的過分生長，提高合金的硬度；調節電化學反應時電流密度以及溶液溫度改善鉬元素的用量，提高合金的韌性；控制硬質相與粘結相質量比，調節放電等離子燒結的溫度與時間，改善合金的硬度與橫向斷裂強度；通過控制退火時間與溫度，進一步調節硬質合金的晶粒大小，提高合金的綜合力學性能；通過控制納米顆粒的種類、用量以及尺寸大小，提高合金硬度的同時耐磨性能也得到提高。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、本專利技術提供一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，所述高耐磨硬質合金復合材料的制備包括以下步驟：
4、s1將碳化鎢與碳化鈦研磨混勻，壓制成型得到混合坯體；將所述混合坯體進行熱處理，氬氣流冷卻至室溫，得到硬質相；
5、s2將六水合硫酸鎳、二水合鉬酸鈉、納米顆粒加入混合溶劑中分散溶解，超聲處理得到超聲溶液；將所述超聲溶液作為陰極進行電鍍處理得到電鍍樣品；將所述電鍍樣品清洗，干燥制得粘結相；
6、s3將所述硬質相與所述粘結相球磨處理得到混合合金；將所述混合合金壓制成型，獲得合金坯體；將所述合金坯體進行燒結處理，在氮氣氛圍中冷卻，得到冷卻合金；將所述冷卻合金進行退火處理，自然冷卻到室溫得到處理合金；將所述處理合金通過拋光、清洗、真空干燥得到所述高耐磨硬質合金復合材料；
7、其中，所述球磨處理中球料比為6:1，球磨轉速為600rpm，球磨時間為12h；
8、所述混合溶劑由硫酸鈉與檸檬酸鈉以體積比1:1混合而成；
9、所述硬質相與所述粘結相的質量比為3-9:1-3；
10、所述燒結處理選自微波燒結與放電等離子燒結中的一種；
11、所述納米顆粒的尺寸為0.5nm-100nm；
12、所述二水合鉬酸鈉的濃度為1-8g/l。
13、優選的選用球磨法可以控制合金晶粒的大小，本專利技術通過熱處理碳化鎢與碳化鈦，通過調節溫度與時間控制硬質相晶粒的大小，通過電化學法制得的粘結相晶粒尺寸均一，同時避免晶粒的過度生長，在球磨過程中，避免晶粒的進一步生長。
14、優選的，所述熱處理的溫度為1250-1400℃，時間為2-5h；所述氬氣流冷卻時間為30-90min。
15、優選的，所述粘結相的制備包括以下步驟：
16、將所述六水合硫酸鎳、所述二水合鉬酸鈉加入所述混合溶劑中，攪拌均勻溶解得到所述混合溶液；向所述混合溶液中加入所述納米顆粒充分分散，超聲30min得到所述超聲溶液；將所述超聲溶液加入燒杯中，將燒杯置于恒溫水浴鍋中，以純鎳板作為陽極，所述超聲溶液作為陰極進行電鍍處理，得到電鍍樣品；將所述電鍍樣品取出，超聲清洗20min，真空干燥得到所述粘結相；
17、所述水浴鍋溫度為30-60℃；所述電鍍處理的電流密度為3-6a/dm2。
18、優選的，所述六水合硫酸鎳的濃度為12g/l；所述二水合鉬酸鈉濃度為2-5g/l。
19、優選的，所述納米顆粒選自納米氧化鋁、納米二氧化硅和納米二氧化鈦中的一種。
20、優選的，所述納米顆粒在所述粘結相中的質量百分數為8%-20%；所述納米顆粒的尺寸為2.5nm-20nm。
21、優選的，所述微波燒結包括以下步驟：
22、將所述合金坯體放入微波燒結爐中，高純氬氣條件下控制燒結溫度為1200-1800℃，燒結時間為30-60min，在氮氣氛圍條件下自然冷卻至室溫，得到所述冷卻合金。
23、優選的，所述放電等離子燒結包括以下步驟：
24、將所述合金坯體置于放電等離子燒結爐，高純氬氣條件下控制燒結溫度為1200-1800℃，燒結時間為5-15min，在氮氣氛圍條件下自然冷卻至室溫，得到所述冷卻合金。
25、優選的，所述退火處理的溫度為900-1200℃；所述退火處理的時間為2-3.5h。
26、本專利技術還提供一種如上所述方法制備的高耐磨硬質合金復合材料，所述高耐磨硬質合金復合材料包括硬質相和粘結相；所述硬質相包括碳化鎢與碳化鈦，所述粘結相包括六水合硫酸鎳、二水合鉬酸鈉和納米顆粒。
27、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
28、1、本專利技術通過對碳化鎢以及碳化鈦進行混合均勻，利用熱處理過程中碳化鎢晶粒會隨著溫度、時間的延長而長大，不均勻晶粒的形成導致合金的硬度受到明顯下降，控制熱處理溫度以及時間，控制冷卻速率，制得的硬質合金的硬度以及抗沖擊韌性明顯提高。
29、2、通過使用電化學法，將金屬鎳、金屬鉬以固溶的形式結合，同時加入納米顆粒，通過控制電流密度以及電鍍溶液溫度，制得的粘結相中控制鉬元素的用量，進而本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述高耐磨硬質合金復合材料的制備包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述熱處理的溫度為1250-1400℃，時間為2-5h；所述氬氣流冷卻時間為30-90min。
3.根據權利要求1所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述粘結相的制備包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述六水合硫酸鎳的濃度為12g/L；所述二水合鉬酸鈉濃度為2-5g/L。
5.根據權利要求3所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述納米顆粒選自納米氧化鋁、納米二氧化硅和納米二氧化鈦中的一種。
6.根據權利要求3所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述納米顆粒在所述粘結相中的質量百分數為8%-20%；所述納米顆粒的尺寸為2.5nm-20nm。
7.根據權利要求1所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述微波燒
8.根據權利要求1所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述放電等離子燒結包括以下步驟：
9.根據權利要求1所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述退火處理的溫度為900-1200℃；所述退火處理的時間為2-3.5h。
10.一種如權利要求1所述方法制備的高耐磨硬質合金復合材料，其特征在于：所述高耐磨硬質合金復合材料包括硬質相和粘結相；所述硬質相包括碳化鎢與碳化鈦，所述粘結相包括六水合硫酸鎳、二水合鉬酸鈉和納米顆粒。
...【技術特征摘要】
1.一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述高耐磨硬質合金復合材料的制備包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述熱處理的溫度為1250-1400℃，時間為2-5h；所述氬氣流冷卻時間為30-90min。
3.根據權利要求1所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述粘結相的制備包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述六水合硫酸鎳的濃度為12g/l；所述二水合鉬酸鈉濃度為2-5g/l。
5.根據權利要求3所述的一種高耐磨硬質合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述納米顆粒選自納米氧化鋁、納米二氧化硅和納米二氧化鈦中的一種。
6.根據權利要求3所述的一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：譚征，曾添，陳德箭，劉金露，劉劍，郭謠，
申請(專利權)人：贛州海盛硬質合金有限公司，
類型：發明
國別省市：
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