[发明专利]烧结碳化物及其制备方法

权利要求书

1.一种烧结碳化物，其包括：WC晶粒、约3wt.％～20wt.％选自Co或者Co和Ni的粘结剂，以及晶粒生长抑制剂；其中WC平均晶粒尺寸的范围为约180nm至约230nm，至少10±2％的WC晶粒细于约50nm，且7±2％的WC晶粒尺寸为约50～100nm。

2.根据权利要求1所述的烧结碳化物，其中溶于粘结剂中的钨的浓度范围为约14wt.％～25wt.％，其根据以下方程式以烧结碳化物磁矩/单位wt.表示：

σ_cc＝σ_BB/100

σ_B＝σ_Co-0.275M_W，

其中，σ_cc是以微特斯拉乘立方米/千克为单位的烧结碳化物磁矩，σ_Co是以微特斯拉乘立方米/千克为单位的纯钴磁矩，B是以wt.％表示的烧结碳化物中的粘结剂分数，σ_B是以微特斯拉乘立方米/千克为单位的粘结剂磁矩，以及M_W是以wt.％表示的溶于粘结剂中的钨的浓度。

3.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中溶于粘结剂中的钨的浓度范围为约16wt.％～25wt.％。

4.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中溶于粘结剂中的钨的浓度范围为约18wt.％～25wt.％。

5.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中相对于粘结剂所述晶粒生长抑制剂内含物包含约3wt.％～11wt.％Cr和约1wt.％～4wt.％V。

6.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中相对于粘结剂内含物所述晶粒生长抑制剂内含物包含约3wt.％～11wt.％Cr、约1wt.％～4wt.％V、约0.1wt.％～8wt.％Zr、约0.1wt.％～5wt.％Ta和/或约0.1wt.％～10.0wt.％Mo。

7.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中所述烧结碳化物的矫顽磁场强度范围为约32kA/m～72kA/m。

8.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中通过以MPa.m^1/2表示的压痕断裂韧度和以GPa表示的维氏硬度相乘而得到的韧度-硬度系数在约180以上。

9.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中通过以MPa.m^1/2表示的压痕断裂韧度和以GPa表示的维氏硬度相乘而得到的韧度-硬度系数在约200以上。

10.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中所述烧结碳化物显示的根据ASTM B611测试并以cm³/rev.表示的磨耗低于约0.12Y 10^-5，其中Y为以wt.％表示的粘结剂分数。

11.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中所述烧结碳化物既不含有游离碳，也不含有η-相。

12.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中所述晶粒生长抑制剂以固溶体的形式存在于粘结剂中。

13.根据前述权利要求任一项所述的烧结碳化物，其中所述晶粒生长抑制剂以碳化物的形式存在。

14.一种制备前述权利要求任一项所述的烧结碳化物的方法，其包括以下步骤：

·将约3.0m²/g或更高比表面积(BET)的WC粉末与粘结剂及晶粒生长抑制剂进行碾磨；

·压制生坯部件；

·在H₂中于约400℃至约900℃下预烧结生坯部件约5min至约30min；

·在真空中于约1340℃至约1410℃的温度下烧结约3min至约20min；以及

·在约40bar至约100bar的压力和约1340℃至约1410℃的温度下，在Ar气中进行HIP-烧结约1min至约20min。