一种高熵双相金属陶瓷工模具材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属陶瓷材料技术领域，且公开了一种高熵双相金属陶瓷工模具材料及其制备方法，本发明专利技术的高熵双相金属陶瓷工模具材料的原料包括30‑60重量份高熵陶瓷相金属粉末，40‑70重量份高熵合金相粉末，0.5‑2重量份胍基石墨烯；高熵合金相粉末包括Fe粉、Co粉、N i粉、Cr粉、Mn粉；胍基石墨烯表面含有大量的席夫碱胍基团，与高熵陶瓷相金属粉末表面形成铁钴镍合金层，以及高熵合金相粉末中的铁钴镍等金属元素形成强烈的化学配位作用，提高了界面强度，并采用三阶段烧结工艺，使材料表现出更高的抗压缩强度，洛氏硬度和断裂韧度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属陶瓷材料，具体为一种高熵双相金属陶瓷工模具材料及其制备方法。

技术介绍

1、随着现代工业的快速发展，对工模具材料的性能要求越来越高。传统金属陶瓷工模具材料(如wc-co硬质合金)存在高温强度衰减快、抗热震性差等问题，在硬度、韧性、耐磨性以及高温稳定性等关键性能上的综合表现欠佳，在面对复杂工况和高强度使用时，往往难以满足需求。近年来，高熵材料因其独特的性能优势受到关注。高熵合金和高熵陶瓷的出现为解决这些问题带来了新的契机。

2、然而，目前已有的高熵金属陶瓷材料大多采用“高熵陶瓷+常规合金”的结构，在相结构的调控和优化方面仍存在不足，未能充分发挥高熵材料的潜力。同时，高熵材料在烧结过程中存在致密化难题，且陶瓷与金属界面结合强度较低，影响了材料的整体性能。因此，开发一种高性能、具有创新结构和制备工艺的高熵双相金属陶瓷工模具材料具有重要的现实意义和应用价值。

3、现有技术瓶颈在于：单一高熵相难以兼顾强度与韧性；传统烧结工艺无法实现高熵陶瓷/金属的界面相容性控制；缺乏跨尺度结构设计导致高温性能不足。>

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【技术保护点】

1.一种高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述高熵双相金属陶瓷工模具材料的原料包括30-60重量份高熵陶瓷相金属粉末，40-70重量份高熵合金相粉末，0.5-2重量份胍基石墨烯；

2.根据权利要求1所述的高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述(1)中Ti粉、V粉、Nb粉、Zr粉、Hf粉的质量比为(46-54):(22-36):(15-22):(1-4):(0.5-1.2)。

3.根据权利要求1所述的高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述(1)中惰性气氛为氮气或氩气，烧结炉中的压力为30-40MPa，烧结的温度为1100-1300℃，烧结时间为1-...

【技术特征摘要】

1.一种高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述高熵双相金属陶瓷工模具材料的原料包括30-60重量份高熵陶瓷相金属粉末，40-70重量份高熵合金相粉末，0.5-2重量份胍基石墨烯；

2.根据权利要求1所述的高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述(1)中ti粉、v粉、nb粉、zr粉、hf粉的质量比为(46-54):(22-36):(15-22):(1-4):(0.5-1.2)。

3.根据权利要求1所述的高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述(1)中惰性气氛为氮气或氩气，烧结炉中的压力为30-40mpa，烧结的温度为1100-1300℃，烧结时间为1-1.5h。

4.根据权利要求1所述的高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述(2)中化学镀溶液中硫酸亚铁的浓度为14-33g/l、硫酸钴的浓度为6-14g/l、硫酸镍的浓度为10-22g/l、亚磷酸钠的浓度为11-27g/l。

5.根据权利要求1所述的高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述(2)中反应的温度为75-90℃，反应时间为60-90min。

6.根据权利要求1所述的高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述胍基石墨烯的制备方法中，反应的温度为45-60℃，反应时间为18-36h。

7.根据权利要求1所述的高熵双相金属陶瓷工模具材料，其特征在于，所述氧化石墨烯、5-羟基间苯二甲醛缩氨基胍、4-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全明，刘芳，
申请(专利权)人：江西明锐特种合金有限公司，
类型：发明
国别省市：