[发明专利]具有梯度结构的高压碳化物构件

权利要求书

1.一种砧，包括：

硬质相；以及

金属基体相，所述硬质相分散在所述金属基体相中，其中，所述金属基体相的浓度根据浓度梯度变化。

2.根据权利要求1所述的砧，其中，硬质相包括选自以下组的硬质材料：碳化钨、碳化钽、碳化钛和它们的组合物。

3.根据权利要求1所述的砧，其中，金属基体相包括选自以下组的材料：Co、Fe、Ni和它们的组合物。

4.根据权利要求1所述的砧，进一步包括用于施加高压力的工作表面，其中，所述浓度梯度从所述工作表面延伸至所述砧内的一梯度深度处。

5.根据权利要求4所述的砧，其中，工作表面处的金属基体相的浓度低于砧内的梯度深度处的金属基体相的浓度。

6.根据权利要求4所述的砧，其中，相对于硬质材料和金属基体相的总重量，工作表面处的金属基体相的浓度在约5％重量比至约8％重量比的范围内。

7.根据权利要求4所述的砧，其中，相对于硬质材料和金属基体相的总重量，砧内的梯度深度处的金属基体相的浓度在约9％重量比至约14％重量比的范围内。

8.根据权利要求4所述的砧，其中，金属基体相的浓度随着浓度梯度从工作表面向砧内的梯度深度延伸而沿着浓度梯度增加。

9.根据权利要求8所述的砧，其中，金属基体相的浓度随着浓度梯度从工作表面向砧内的梯度深度延伸而沿着浓度梯度连续地增加。

10.根据权利要求4所述的砧，其中，砧内的梯度深度在距离工作表面约0.1mm至约3mm的范围内。

11.根据权利要求4所述的砧，其中，砧内的梯度深度在距离工作表面约0.1mm至约1mm的范围内。

12.根据权利要求1所述的砧，其中，所述砧包括具有硬质相和金属基体相的第一层，所述砧进一步包括第二层，所述第二层包括：

第二硬质相；以及

第二金属基体相，所述第二硬质相分散在所述第二金属基体相中，其中，所述第二金属基体相的浓度根据第二浓度梯度变化。

13.一种超高压压机，包括如权利要求1所述的砧。

14.根据权利要求13所述的超高压压机，进一步包括带，该带包括硬质相和金属基体相，所述硬质相分散在所述金属基体相中，其中，所述金属基体相的浓度根据浓度梯度变化。

15.一种制造包括分散在金属基体相中的硬质相的砧的方法，其中，所述金属基体相的浓度根据浓度梯度变化，所述方法包括：

获取包括所述硬质相和所述金属基体相的复合材料，所述复合材料具有第一层和第二层，所述第一层和第二层均包括一定量的金属基体，其中，一层中的硬质相的元素不足，另一层中的所述硬质相的元素富集；以及

在使所述元素的原子沿从富集层向不足层的方向扩散并使金属基体的原子沿与所述扩散相同的方向流动的条件下烧结所述复合材料，从而在所述复合材料中产生金属基体的浓度梯度。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，硬质相包括碳化钨，金属基体包括钴。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述烧结形成烧结体，并且所述方法进一步包括磨削所述烧结体以形成砧。

18.一种制造包括分散在金属基体相中的硬质相的砧的方法，其中，所述金属基体相的浓度根据浓度梯度变化，所述方法包括：

烧结金属基体相，所述硬质相分散在所述金属基体相中，以形成烧结体；以及

使烧结体经受渗碳或再渗碳热处理。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，硬质相包括碳化钨，金属基体包括钴。

20.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：在使所述烧结体经受渗碳或再渗碳热处理之前，磨削所述烧结体，以成形砧。