在此披露了包含一种硬质陶瓷相（１６）以及一种熔渗合金（２０）的复合材料。硬质陶瓷相（１６）可以包括一种碳化物，如碳化钨和／或铸造碳化物。熔渗合金（２０）是Ｃｕ基的并且含有Ｎｉ和Ｓｎ。熔渗合金（２０）可以进一步包含Ｎｂ，并且可以基本上不含Ｍｎ。该复合材料可以经过热处理以提高其机械性能。例如，Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｎ熔渗合金（２０）的组成可以选择为使得在该复合材料在高温下经过固溶以及老化处理之后提高其硬度、耐磨损性、韧性和／或横向断裂强度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含硬质陶瓷相以及CU-NI-SN熔渗合金的复合材料 专利
本专利技术涉及复合材料，这些复合材料包含熔渗有金属合金的一种硬 质陶瓷相，并且更具体涉及一种Cu-Ni-Sn熔渗合金的用途，该熔渗合 金可经受热处理并且显示出改进的性能。背景资料熔渗合金与硬质陶覺(如WC或铸造碳化物) 一起被用在钻头以及 其他切削刀具应用中。为了制造这种复合材料，在一个模具中装满陶瓷 粉末与熔渗合金粉末的混合物，将其加热在该熔渗合金的液相温度之 上，然后进行冷却以获得一种复合材料。美国专利号5,589,268、5,733,649 以及5，733，664中披露了含有这种复合材料的刀具的实例，它们通过引 用结合在此的。常规的熔渗合金包含铜、锰、镍以及锡。当这种Cu-Mn-Ni-Sn合 金被用在焊接到钻头的钢质杆上的复合材料中时，在该复合材料与该钢 质杆之间的界面处倾向于发生扭断类型的失效。另一种常规的熔渗合金包含铜、锰、镍以及锌。这种Cu-Mn-Ni-Zn 熔渗合金的使用可以减少或消除以上指出的扭断失效，但是也可能引起 抗腐蚀性的降低。存在对包含一种熔渗合金的复合材料的需要，该熔渗合金具有提高 了的腐蚀性能以及韧性。专利技术概述本专利技术提供了包含一种硬质陶瓷相以及一种Cu基熔渗合金的复合 材料。该硬质陶瓷相可以包括碳化物类、硼化物类、氮化物类以及氧化 物类。合适的碳化物类包括碳化钨、碳化钽、碳化铌、碳化钼、碳化铬、6碳化钒、碳化锆、碳化铪、碳化钛以及铸造的碳化物类。可以使用的硼 化物类如二硼化钛以及其他难熔金属的硼化物。Cu基熔渗合金可以是含有Ni和Sn (并且可以任选地含有Nb )的 一种亚稳合金。在一个实施方案中，该Cu-M-Sn熔渗合金基本上不含 Mn。该复合材料可以经过热处理以提高其机械性能。例如，熔渗合金 的成分可以选择为使得在升高的温度下对复合材料进行固溶处理以及 老化处理之后提高了其硬度、耐磨损性、韧性和/或横向断裂强度。这些 复合材料适合用于切削刀具等。本专利技术的 一方面是提供包含一种硬质陶瓷相、以及一种金属相的一 种复合材料，该金属相包括含有Ni和Sn的一种经过热处理的Cu基熔 渗合金。本专利技术的另 一 方面是提供制造一种复合材料的 一种方法，该方法包 括将一种合金熔渗到硬质陶瓷颗粒中，其中该熔渗合金基本上由Cu、 Ni以及Sn组成。本专利技术的另外方面是提供热处理一种复合材料的一种方法，该方法 提供了包含一种硬质陶瓷相以及含有Cu、 Ni和Sn的一种熔渗合金的 一种复合材料，然后对该复合材料进行热老化处理。本专利技术的这些以及其他方面将在下面的说明中变得更清楚。附图简要说明图l是含有本专利技术的 一种复合材料的 一个切削刀头的等角视图。 图2示意地展示了用于固结根据本专利技术的一个实施方案的复合材料 的一个加固器。图3M示了形成一种复合材料并对其进行热处理的一种方法的流 程图，该复合材料包含根据本专利技术的一个实施方案的一种硬质陶瓷相以 及一种熔渗合金。详细说明提供了包含一种硬质陶瓷相以及一种Cu基熔渗合金的一种复合材料。根据本专利技术的一个实施方案，该熔渗合金是一种亚稳的Cu-Ni-Sn 合金。这种亚稳的Cu-Ni-Sn合金可以任选地含有Nb，并且可以基本上 不含Mn。该熔渗合金还可以基本上不含Zn。该Cu-Ni-Sn合金经过热 处理以改进复合材料的性能。图l是一个切削刀头5的等角视图，该切削刀头包括由本专利技术的一 种复合材料制成的一个切削头部6，该复合材料包含一种硬质陶瓷相以 及一种热处理的Cu-Ni-Sn熔渗合金。离散的金刚石元件7可以被粘合 在切削头部6向前的表面上。硼化物类、氮化物类以及氧化物类。用作硬质陶瓷相的合适的碳化物类 包括碳化鵠、碳化钽、碳化铌、碳化钼、碳化铬、碳化钒、碳化锆、碳 化铪、碳化钛以及铸造的碳化物类。合适的硼化物类包括二硼化钛以及 其他难炫金属的硼化物。碳化鴒作为硬质陶瓷相可能是特别合适的。根据本专利技术的一个实施方案，该熔渗合金是已经接受了热老化处理 的一种亚稳的Cu-Ni-Sn合金。如在此使用的，术语"亚稳的，，意味着当 具有一个混溶间隙的一种合金在该混溶间隙以上被均化处理或固溶处 理并且然后冷却至在该混溶间隙之中或之下的一个温度接着进行热老 化处理时形成的一种显微结构，该热老化处理形成了具有不同成分的、 具有提供应变硬化的不同晶格参数的组成。所生成的热老化的亚稳显微 结构显示出至少一种改进的机械性能，如增大的硬度、耐磨损性、韧性 和/或横向断裂强度。与沉淀强化的合金相比，通过对复合材料(包含本 专利技术的亚稳熔渗合金)进行热处理而实现的改进的机械性能是应变硬化 的结果，这种应变硬化是由具有相同晶体结构但不同的晶格参数的非常 精细的区域所引起的。这些亚稳结构的精细性的特征为具有不同晶格参 数的区域之间的距离，该距离是在从大约50至大约1，000埃的数量级上。包含在该Cu-Ni-Sn熔渗合金中的铜的含量的典型范围是从大约60 至卯百分比，例如，从大约80至大约85重量百分比。作为一个具体 实例，铜的含量可以是大约82重量百分比。包含在该熔渗合金中的Ni的含量的典型范围是从大约5至大约25重量百分比，例如，从大约8至大约12重量百分比。作为一个具体实 例，Ni含量可以是大约10重量百分比。包含在该熔渗合金中的Sn的含量的典型范围是从大约4至大约20 重量百分比，例如，从大约5至大约12重量百分比。作为一个具体实 例，Sn可以包含该熔渗合金的大约8重量百分比。根据本专利技术的一个实施方案，该熔渗合金可以额外地包含Nb。包 含在该熔渗合金中的Nb的含量典型地是从O至大约5重量百分比，例 如，从大约0.1至大约1重量百分比。作为一个具体实例，Nb的含量可 以是大约0.2重量百分比。在本专利技术的一个实施方案中，该熔渗合金基本上不含Mn。如在此 使用的，术语"基本上不含"意味着一种元素如Mn不是作为一种合金元 素被有目的地加入熔渗合金中的，而是仅存在于该熔渗合金中高至痕量 值或作为一种杂质。可以选择硬质陶资粉末和熔渗合金粉末的相对含量，以便在最终的 复合材料中产生陶瓷相和熔渗合金相所希望的比值。在重量百分比基础 上硬质陶瓷相典型地是该复合材料的最主导的相。在一个实施方案中， 硬质陶瓷相可以包含复合材料的从大约60至大约80重量百分比，而熔 渗合金可以包含复合材料的从大约20至大约40重量百分比。作为一个 具体实例，硬质陶资相可以包含复合材料的大约67重量百分比，而熔 渗合金可以包含复合材料的大约33重量百分比。除了以上指出的硬质陶瓷相和熔渗合金相以外，该复合材料可以任 选地包含至少一种另外的相。例如，该另外的相可以包括铁、4600钢、 鵠、钴、镍、锰、硅、钼、铜、锌、铬、硼、碳、复合碳化物Ti相材料、 氮化物类和/或碳氮化物类。ti相材料具有公式M6C或M12C，其中， M是形成碳化物的金属(如Co、 Fe、 Ni以及W )的组合，例如，Co3W3C。 这种任选的另外的相可以按高达大约5重量百分比的总量存在于熔渗合 金中。图2示意地展示了用于固结本专利技术的复合材料的一个加固器。图2 所示出的产品组件包括总体上表示为11的一个碳质模具，该碳质模具具有一个底壁12和一个直立壁13。模具ll在其中限定了一个空间。该 组件进一步包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合材料，包含： 一种硬质陶瓷相；以及 一种金属相，该金属相包括含有Ｎｉ和Ｓｎ的一种热处理的Ｃｕ基熔渗合金。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：AS瓦特韦，HE凯利，
申请(专利权)人：钴碳化钨硬质合金公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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