一种无粘结相超细超微粒硬质合金及其制备方法技术

本申请涉及纳米碳化钨制备技术领域，尤其是一种无粘结相超细超微粒硬质合金及其制备方法，所述无粘结相超细超微粒硬质合金，是由以下质量百分比的原料制成：0.10%

【技术实现步骤摘要】
一种无粘结相超细超微粒硬质合金及其制备方法


[0001]本申请涉及纳米碳化钨制备
，尤其是涉及一种无粘结相超细超微粒硬质合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统硬质合金是以难溶金属硬质化合物为基体，以具有促进合金烧结全致密化的功能的钴、镍、铁等金属为粘结相，通过常规方法生产如氢气烧结、负压烧结、热等静压烧结（低压）等生产制备。虽然上述粘结相改善了硬质合金的韧性和强度，但是也导致其耐腐蚀性能、耐高温性能、耐磨性能、热导率、使用寿命的下降，限制了其使用范围和应用领域。为此，本申请提供了一种优异综合性能的无粘结相超细超微粒硬质合金及其制备方法。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本申请提供一种无粘结相超细超微粒硬质合金及其制备方法。
[0004]本申请提供的一种无粘结相超细超微粒硬质合金，是通过以下技术方案得以实现的：
[0005]一种无粘结相超细超微粒硬质合金，是由以下质量百分比的原料制成：0.10%
‑
0.18%的碳粉、0.2%
‑
0.4%的纳米钛酸锶、0.5%
‑
5.0%的超细钛碳化锡Ti2SnC陶瓷粉、0.2%
‑
2.0%的六方氮化硼纳米片、余量为纳米碳化钨粉末；所述纳米碳化钨粉末的平均粒度为5.0
‑
60nm。
[0006]更进一步地，所述纳米碳化钨粉末的平均粒度为10
‑
30nm。
[0007]更进一步地，所述纳米碳化钨粉末的平均粒度为10nm。
[0008]更进一步地，所述纳米钛酸锶的平均粒度为50nm
‑
200nm。
[0009]更进一步地，所述超细钛碳化锡Ti2SnC陶瓷粉的平均粒度为500nm
‑
3000nm。
[0010]更进一步地，所述六方氮化硼纳米片的平均粒度为50nm
‑
200nm。
[0011]本申请中的无粘结相超细晶 WC硬质合金具有优异综合性能有利于提升制件使用寿命。
[0012]一种无粘结相超细超微粒硬质合金，是由以下质量百分比的原料制成：0.15%
‑
0.18%的碳粉、0.32%
‑
0.40%的纳米钛酸锶、3.6%
‑
4.8%的超细钛碳化锡Ti2SnC陶瓷粉、0.8%
‑
1.6%的六方氮化硼纳米片、余量为纳米碳化钨粉末；所述纳米碳化钨粉末的平均粒度为10
‑
30nm。
[0013]更进一步地，所述无粘结相超细超微粒硬质合金的平均晶粒尺寸范围在50nm~150nm之间，硬度在2400
‑
2800HV之间，弯曲强度范围在2000
‑
2800 Mpa之间，断裂韧性K
IC
范围在12
‑
18MPa
·
m
1/2
之间。
[0014]一种无粘结相超细超微粒硬质合金，其特征在于：是由以下质量百分比的原料制成：0.10%
‑
0.18%的碳粉、0.2%
‑
0.4%的纳米钛酸锶、0.5%
‑
5.0%的超细钛碳化锡Ti2SnC陶瓷
粉、0.2%
‑
2.0%的六方氮化硼纳米片、0.2%
‑
0.5%的纳米碳化钨掺杂石墨烯、余量为纳米碳化钨粉末；所述纳米碳化钨粉末的平均粒度为5.0
‑
60nm；所述纳米碳化钨掺杂石墨烯是石墨烯表面原位生长纳米碳化钨颗粒形成的纳米碳化钨掺杂石墨烯粉料。
[0015]本申请中的无粘结相超细晶 WC硬质合金不仅具有优异综合性能，而且引入纳米碳化钨掺杂石墨烯可进一步改善硬质合金的硬度、抗弯强度，有利于提升制件整体的使用寿命。
[0016]本申请提供的无粘结相超细超微粒硬质合金的制备方法，是通过以下方案得以实现的：
[0017]一种无粘结相超细超微粒硬质合金的制备方法，包括以下步骤：
[0018]S1，按配比称量碳粉、纳米钛酸锶、超细钛碳化锡Ti2SnC陶瓷粉、六方氮化硼纳米片、纳米碳化钨粉末混合均匀后加入行星球磨机，通入高纯氩气置换行星球磨机内的空气，在高纯氮气保护下进行球磨分散处理，转速600
‑
800rpm，球磨时间20
‑
40min；
[0019]S2，将行星球磨所得纳米合金粉料装载于放电等离子烧结模具进行放电等离子快速烧结SPS处理，烧结工艺条件如下:烧结压力:60
‑
80MPa、烧结真空度控制在0.05
‑
10.0Pa；烧结程序如下：以100
‑
200℃/min加热速率由室温加热至400
‑
450℃，保温10
‑
30s然后以160
‑
200℃/min加热速率由400
‑
450℃加热至1480
‑
1520℃，保温10
‑
30s然后以160
‑
200℃/min加热速率由1480
‑
1520℃加热至1760
‑
1800℃，在1760
‑
1800℃下烧结保温处理300
‑
360s，自然冷却至常温即可得到相对密度≥99.50%的无粘结相超细超微粒硬质合金。
[0020]本申请的制备方法相对简单，生产成本相对较低，便于实现工业化生产制造，且采用本申请中提供的无粘结相超细超微粒硬质合金的制备方法，所制备的无粘结相超细晶 WC硬质合金平均晶粒尺寸范围在50nm~150nm之间，硬度在2400
‑
2800HV之间，弯曲强度范围在2000
‑
2800 Mpa之间，断裂韧性K
IC
范围在12
‑
18MPa
·
m
1/2
之间，具有优异的综合性能，有利于提升制件使用寿命和使用稳定性能，赋予其广阔的市场潜力。
[0021]综上所述，本申请具有以下优点：
[0022]1.本申请中制备的无粘结相超细晶 WC硬质合金具有优异综合性能。
[0023]2.本申请中制备的无粘结相超细晶 WC硬质合金平均晶粒尺寸范围在50nm~150nm之间，硬度在2200
‑
2600HV之间，弯曲强度范围在2000
‑
2800 Mpa之间，断裂韧性K
IC
范围在10
‑
16MPa
·
m
1/2
之间，具有良好的综合性能，有利于提升制件使用寿命和使用稳定性能。
[0024]3.本申请的制备方法相对简单，生产成本相对较低，便于实现工业化生产制造。
具体实施方式
[0025]以下结合对比例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无粘结相超细超微粒硬质合金，其特征在于：是由以下质量百分比的原料制成：0.10%
‑
0.18%的碳粉、0.2%
‑
0.4%的纳米钛酸锶、0.5%
‑
5.0%的超细钛碳化锡Ti2SnC陶瓷粉、0.2%
‑
2.0%的六方氮化硼纳米片、余量为纳米碳化钨粉末；所述纳米碳化钨粉末的平均粒度为5.0
‑
60nm。2.根据权利要求1所述的一种无粘结相超细超微粒硬质合金，其特征在于：所述纳米碳化钨粉末的平均粒度为10
‑
30nm。3.根据权利要求2所述的一种无粘结相超细超微粒硬质合金，其特征在于：所述纳米碳化钨粉末的平均粒度为10nm。4.根据权利要求1所述的一种无粘结相超细超微粒硬质合金，其特征在于：所述纳米钛酸锶的平均粒度为50nm
‑
200nm。5.根据权利要求1所述的一种无粘结相超细超微粒硬质合金，其特征在于：所述超细钛碳化锡Ti2SnC陶瓷粉的平均粒度为500nm
‑
3000nm。6.根据权利要求1所述的一种无粘结相超细超微粒硬质合金，其特征在于：所述六方氮化硼纳米片的平均粒度为50nm
‑
200nm。7.根据权利要求1所述的一种无粘结相超细超微粒硬质合金，其特征在于：是由以下质量百分比的原料制成：0.15%
‑
0.18%的碳粉、0.32%
‑
0.40%的纳米钛酸锶、3.6%
‑
4.8%的超细钛碳化锡Ti2SnC陶瓷粉、0.8%
‑
1.6%的六方氮化硼纳米片、余量为纳米碳化钨粉末；所述纳米碳化钨粉末的平均粒度为10
‑
30nm。8.根据权利要求7所述的一种无粘结相超细超微粒硬质合金，其特征在于：所述无粘结相超细超微粒硬质合金的平均晶粒尺寸范围在50nm~150nm之间，硬度在2400
‑
2800HV之间，弯曲强度范围在2000
‑
2800 Mpa之间，断裂韧性K
IC
范围在12
‑
18MPa
·
m
1/2<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绍铁，鲜勇，林爱丽，周发，唐小平，林丽娟，曾璐璐，
申请(专利权)人：成都金钨硬质合金有限公司，
类型：发明
国别省市：