【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硬质合金刀具制备，尤其涉及一种高熵合金加工用硬质合金刀具材料及其制备方法。
技术介绍
1、高熵合金又称为多主元合金，多元组分间的协同效应使其综合性能均显著优于单主元合金。现阶段高熵合金的主要制备方法为高温熔炼和塑性成形，其不规则形状和粗糙表面均需要后续机械加工处理，但由于其优越的机械性能，增大了机械加工难度，同时对加工刀具提出了更高要求。硬质合金是加工合金的一种重要刀具材料，若想实现其对高熵合金的高效加工，提高其耐磨、耐高温及切削排除性能至关重要。
2、因此，如何提高高熵合金的耐磨、耐高温及切削排除性能，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高熵合金加工用硬质合金刀具材料及其制备方法。本专利技术提供的制备方法制备的高熵合金加工用硬质合金刀具材料具有优异的耐磨、抗高温和切削排除性能。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种高熵合金加工用硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将碳化钨粉、高熵陶瓷粉末和钴粉混合后进行球磨，得到预合金粉末；
5、(2)向所述步骤(1)得到的预合金粉末中加入碳黑粉进行球磨，然后进行快速烧结处理，得到硬质合金刀具毛坯；
6、(3)将所述步骤(2)得到的硬质合金刀具毛坯进行热处理，得到高熵合金加工用硬质合金刀具材料。
7、优选地，所述步骤(1)中高熵陶瓷粉末为(hf
8、优选地，所述步骤(1)中碳化钨粉的平均粒径为0.2～0.4μm，高熵陶瓷粉末的平均粒径为0.07～0.11μm，钴粉的平均粒径为0.5～0.8μm。
9、优选地，所述步骤(1)中碳化钨粉、高熵陶瓷粉末和钴粉的质量比为(87～92)：(5～7)：(3～6)。
10、优选地，所述步骤(1)中球磨的介质为yg6硬质合金，球磨的球料比为(22～25)：1，球磨的转速为630～770rpm，球磨的时间为19～23h。
11、优选地，所述步骤(2)中碳黑粉的用量为预合金粉末质量的0.04～0.06％。
12、优选地，所述步骤(2)中球磨的转子表面和磨球材质独立地为二氧化锆，球磨的转速为210～260rpm，球磨的球料比为(35～39)：1。
13、优选地，所述步骤(2)中快速烧结处理的升温速率为780～880℃/min，快速烧结处理的降温速率为30～40℃/min，快速烧结处理的保温温度为1070～1120℃，快速烧结处理的保温时间为2～3min，快速烧结处理的压力为35～50mpa。
14、优选地，所述步骤(3)中热处理的操作为：将硬质合金刀具毛坯先以15～18℃/min升温速率升温至1210～1230℃，保持1.5～2.5min，然后以40～45℃/min降温至860～940℃，保持4～6min，最后炉冷至室温。
15、本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的高熵合金加工用硬质合金刀具材料，所述高熵合金加工用硬质合金刀具材料具有双硬质相结构。
16、本专利技术提供了一种高熵合金加工用硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳化钨粉、高熵陶瓷粉末和钴粉混合后进行球磨，得到预合金粉末；(2)向所述步骤(1)得到的预合金粉末中加入碳黑粉进行球磨，然后进行快速烧结处理，得到硬质合金刀具毛坯；(3)将所述步骤(2)得到的硬质合金刀具毛坯进行热处理，得到高熵合金加工用硬质合金刀具材料。本专利技术中添加高熵陶瓷粉末可与碳化钨基体形成互补效应，进一步提高硬质合金的硬度及抗高温性能；加入碳黑粉具有补碳作用，一方面用于防止后续烧结过程中因硬质相与粘结相反应脱碳造成性能降低，另一方面用于强化碳化钨/高熵陶瓷界面，保证碳化钨与高熵陶瓷的协同效应；热处理可以使组织均匀化，从而减弱碳化钨颗粒的尖端效应，形成均匀碳化钨/钴界面结构，提高硬质合金韧性。实施例的结果显示，本专利技术提供的制备方法制备得到的硬质合金刀具材料具有双硬质相结构，硬质合金刀具材料的断裂韧性≥12.3mpa·m1/2，显微硬度≥20.4gpa，弯曲强度≥3380mpa，高温(1000℃)硬度≥18.2gpa。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高熵合金加工用硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中高熵陶瓷粉末为(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C或(Hf0.2Mo0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2)C。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳化钨粉的平均粒径为0.2～0.4μm，高熵陶瓷粉末的平均粒径为0.07～0.11μm，钴粉的平均粒径为0.5～0.8μm。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳化钨粉、高熵陶瓷粉末和钴粉的质量比为(87～92)：(5～7)：(3～6)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中球磨的介质为YG6硬质合金，球磨的球料比为(22～25)：1，球磨的转速为630～770rpm，球磨的时间为19～23h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中碳黑粉的用量为预合金粉末质量的0.04～0.06％。
7.根据权利要求1所述的制
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中快速烧结处理的升温速率为780～880℃/min，快速烧结处理的降温速率为30～40℃/min，快速烧结处理的保温温度为1070～1120℃，快速烧结处理的保温时间为2～3min，快速烧结处理的压力为35～50MPa。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中热处理的操作为：将硬质合金刀具毛坯先以15～18℃/min升温速率升温至1210～1230℃，保持1.5～2.5min，然后以40～45℃/min降温至860～940℃，保持4～6min，最后炉冷至室温。
10.权利要求1～9任意一项所述制备方法制备得到的高熵合金加工用硬质合金刀具材料，所述高熵合金加工用硬质合金刀具材料具有双硬质相结构。
...【技术特征摘要】
1.一种高熵合金加工用硬质合金刀具材料的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中高熵陶瓷粉末为(hf0.2zr0.2ta0.2nb0.2ti0.2)c或(hf0.2mo0.2ta0.2nb0.2ti0.2)c。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳化钨粉的平均粒径为0.2～0.4μm，高熵陶瓷粉末的平均粒径为0.07～0.11μm，钴粉的平均粒径为0.5～0.8μm。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳化钨粉、高熵陶瓷粉末和钴粉的质量比为(87～92)：(5～7)：(3～6)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中球磨的介质为yg6硬质合金，球磨的球料比为(22～25)：1，球磨的转速为630～770rpm，球磨的时间为19～23h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中碳黑粉的用量为预合金粉末质量的...
【专利技术属性】
技术研发人员：董洪峰，张洋，王铎，艾桃桃，李文虎，陈振琪，麻继昌，陈顺权，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。