一种基于碳补偿模型的WC-CoCrFeNiTi硬质合金的制备方法技术

本发明专利技术涉及硬质合金制备技术领域，公开了一种基于碳补偿模型的WC‑CoCrFeNiTi硬质合金的制备方法，传统WC‑高熵合金体系存在碳元素损耗问题，高温烧结时WC的碳组分与CoCrFeNiTi高熵合金反应形成缺碳相，劣化材料性能。本发明专利技术构建了基于菲克扩散定律的碳损耗定量模型，通过数学建模精确计算并补偿反应过程中的碳元素消耗。在制备工艺方面，采用多级球磨复合工艺有效解决了高熵合金粉末破碎效率低及混合均匀性差的难题，并通过真空退火工艺消除球磨过程产生的晶格畸变能，抑制后续烧结中WC晶粒的异常生长。通过上述碳补偿策略与制备工艺优化，最终获得了具有优异力学性能的WC‑CoCrFeNiTi硬质合金。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于硬质合金制备，具体涉及一种基于碳补偿模型的wc-cocrfeniti硬质合金的制备方法。

技术介绍

1、wc基硬质合金具有较好的硬度、强度和耐磨性，因此其被广泛应用于地质勘探、石油开采、天然气开采和切削加工等领域。目前，wc基硬质合金常以co为粘结剂，但co是一种战略资源，并且co的高温抗氧化性能差，易导致wc-co硬质合金在高温工况中因氧化失效。高熵合金（high entropy alloy, hea）相比于co元素金属具有更高的硬度、强度、韧性、耐磨损性、耐高温性及抗氧化等性能，为替代co成为新型粘结剂提供了一种可能。

2、中国授权专利cn109252081b—《一种高熵合金粘结相超细碳化钨硬质合金及其制备方法》，采用alcocrcufeni高熵合金粉末作为粘结剂代替co，采用球磨法和放电等离子体烧结技术制备wc-alcocrcufeni硬质合金，获得了比以co为粘结剂的硬质合金更细小的wc晶粒尺寸。然而，hea中部分组元易与wc中的碳元素发生反应，破坏了wc中碳含量的化学计量理论值，从而导致缺碳相的形成，进而降低了硬质合金的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于碳补偿模型的WC-CoCrFeNiTi硬质合金的制备方法，其特征在于，包括通过以下公式计算碳补偿含量：

2.根据权利要求1所述的一种基于碳补偿模型的WC-CoCrFeNiTi硬质合金的制备方法，其特征在于，当CoCrFeNiTi高熵合金含量为5-25wt.%时，计算得到所需补偿的碳含量为0.04-0.3wt.%。

3.根据权利要求2所述的一种基于碳补偿模型的WC-CoCrFeNiTi硬质合金的制备方法，其特征在于，所述硬质合金的原料以质量百分比计为0.04-0.3wt.%的0.8-1μm的片状石墨粉末和5-25wt.%的0-25μm的CoCrFeNiT...

【技术特征摘要】

1.一种基于碳补偿模型的wc-cocrfeniti硬质合金的制备方法，其特征在于，包括通过以下公式计算碳补偿含量：

2.根据权利要求1所述的一种基于碳补偿模型的wc-cocrfeniti硬质合金的制备方法，其特征在于，当cocrfeniti高熵合金含量为5-25wt.%时，计算得到所需补偿的碳含量为0.04-0.3wt.%。

3.根据权利要求2所述的一种基于碳补偿模型的wc-cocrfeniti硬质合金的制备方法，其特征在于，所述硬质合金的原料以质量百分比计为0.04-0.3wt.%的0.8-1μm的片状石墨粉末和5-25wt.%的0-25μm的cocrfeniti高熵合金粉末，余量为1-3μm的wc粉末。

4.根据权利要求3所述的一种基于碳补偿模型的wc-cocrfeniti硬质合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于碳补偿模型的wc-cocrfeniti硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，放电等离子球磨转速为600-900r/min，球磨时间为2-5h，其中球料比为10:1，电压为8-12kv，频率为8-12khz，并且在球磨罐中通入ar气氛；

6.根据权利要求4所述的一种基于碳补偿模型的wc-cocrfeniti硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，超声共振频率为50-80hz，同...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文，郑鹏飞，王快社，刘艺，霍可越，张旭，林佳，乔柯，强凤鸣，王钊，虎小兵，韩鹏，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：