一种CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种CoCrNiCuMn‑TiN‑TiC‑WC复合材料及其制备方法，复合材料的原料配方为CoCrNiCuMn、TiNx、TiC和WC；其中所述TiNx中的x＝0.3～0.9或x＝1.1～1.3，所述CoCrNiCuMn的质量百分比为5～20wt.％，TiNx的质量百分比为20～50wt.％，WC的质量百分比为2～10wt.％，余量为TiC。制备方法包括以下步骤：S1、制备150nm以细的CoCrNiCuMn粉末；S2、制备150nm以细的TiNx粉末；S3、制备150nm以细的TiC粉末；S4、制备150nm以细的WC粉末；S5、混料、预压、真空热压烧结制得CoCrNiCuMn‑TiN‑TiC‑WC复合材料。本发明专利技术公开的复合材料具有高硬度和高韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料及其制备方法
本专利技术涉及材料复合
，具体而言是一种CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，高熵合金(HEA)由于性能优异而被人们广泛研究。多种主元组成的HEA因具有高熵效应、晶格畸变效应、迟缓扩散效应和鸡尾酒效应等一系列特性，使其具有优异的物理、化学及力学性能，如高强度、高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性、高的低温韧性等，因此可以解决硬质合金硬度高而韧性不足，或者即使满足了高硬度与高韧性的问题，又不能实现高温下的抗氧化或耐腐蚀等问题。朱刚等采用真空烧结制备了Ti(C0.7N0.3)-WC-Mo2C-TaC-AlCoCrFeNi体系金属陶瓷。研究了该金属陶瓷在烧结过程中的微观结构形成和相转变规律。研究结果表明，AlCoCrFeNi高熵合金粘结相的引入一方面延长了WC扩散固溶形成(W,M)C环形相的过程，抑制了灰色外环相的生长，使得组织中几乎很难观察到连续分布的外环相。另一方面在烧结的初期阶段，组织中形成了大量的M6C型η相，并且含量随着温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料，其特征在于，其原料配方为CoCrNiCuMn、TiNx、TiC和WC；其中所述TiNx中的x＝0.3～0.9或x＝1.1～1.3；/n所述CoCrNiCuMn的质量百分比为5～20wt.％，TiNx的质量百分比为20～50wt.％，WC的质量百分比为2～10wt.％，余量为TiC。/n

【技术特征摘要】
1.一种CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料，其特征在于，其原料配方为CoCrNiCuMn、TiNx、TiC和WC；其中所述TiNx中的x＝0.3～0.9或x＝1.1～1.3；
所述CoCrNiCuMn的质量百分比为5～20wt.％，TiNx的质量百分比为20～50wt.％，WC的质量百分比为2～10wt.％，余量为TiC。


2.一种CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备150nm以细的CoCrNiCuMn粉末；
将Co、Cr、Ni、Cu、Mn粉末进行球磨，制得150nm以细的CoCrNiCuMn粉末。
S2、制备150nm以细的TiNx粉末；
将按预设摩尔比的Ti粉和CH4N2O进行球磨，制得150nm以细的TiNx粉末，其中x＝0.3～0.9或x＝1.1～1.3；
S3、制备150nm以细的TiC粉末；
将TiC粉末进行球磨，制得150nm以细的TiC粉末；
S4、制备150nm以细的WC粉末；
将WC粉末进行球磨，制得150nm以细的WC粉末；
S5、混料、预压、真空热压烧结制得CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料；
称取质量百分比为5～20wt.％的所述CoCrNiCuMn粉末，质量百分比为20～50wt.％的所述150nm以细的TiNx粉末，质量百分比为2～10wt.％的所述150nm以细的WC粉末，并将其一起加入所述150nm以细的TiC粉末中进行球磨，得到混合料；
将所述混合料装入硬质合金模具中预压，得到样品；
对所述样品进行真空热压烧结，制得CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料。


3.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，Co、Cr、Ni、Cu、Mn按照1:1:1:1:1摩尔比混合进行球磨，且Co、Cr、Ni、Cu、Mn粉末纯度＞99％，其中，Co粉末粒径为1～3μm，Cr粉末粒径＜75μm，Ni、Cu、Mn粉末粒径＜45μm。


4.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述Ti粉和所述CH4N2O的预设摩尔比为6:1或5:1或4:1或10:3或20:7或5:2或20:9或20:11或5:3或20:13，且所述Ti粉末的粒径为＜30μm，纯度为＞99.36％，所述CH4N2O的纯度为分析纯＞99％。。


5.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述TiC粉末的粒径为1～3μm，纯度为＞99％；在所述步骤S4中，所述WC粉末的粒径为1～3μm，纯度为＞99％。


6.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法，其特征在于：
在所述步骤S1中的球磨工艺为：在充满氩气的手套箱中将Co、Cr、Ni、Cu、Mn混合装入WC硬质合金球磨罐中，球、料质量比为10:1～20...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹芹，李艳国，王明智，熊建超，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13