[发明专利]一种硬质合金功能梯度材料的成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能梯度材料技术领域，更具体地说，涉及一种硬质合金功能梯度材料的成型方法。

背景技术

复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。

在众多的复合材料中，梯度功能材料是比较特殊的一类复合材料，不同于普通的复合材料，它是选用两种(或多种)性能不同的材料，通过连续地改变这两种(或多种)材料的组成和结构，使其界面消失导致材料的性能随着材料的组成和结构的变化而缓慢变化。由于梯度功能材料的材料组分是在一定的空间方向上连续变化的特点，因此，它能有效地克服传统复合材料的不足。梯度功能材料可以用作界面层来连接不相容的两种材料，大大地提高粘结强度，也可以用作界面层减小残余应力和热应力，同时消除连接材料中界面交叉点以及应力自由端点的应力奇异性，而且它代替传统的均匀材料，既可以增强连接强度也可以减小裂纹驱动力。

而随着全球经济的快速发展，在石油、化工、能源、电力、冶金、航空航天等工业中，存在大量在高温、腐蚀等恶劣环境下使用的摩擦运动副零部件，不仅要求材料具有良好的耐磨性，耐蚀性和抗氧化能力，还需要有优异的强韧性。而性质均一的单一材料，往往难于满足上述具有多种应用要求的领域。

因而，如何获得一种，能够具有良好的耐磨性、强韧性、耐腐蚀抗高温氧化的梯度功能材料的研究，一直是复合材料领域的重大课题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有良好的耐磨性、强韧性、耐腐蚀抗高温氧化的梯度功能材料的成型方法，尤其是涉及一种硬质合金功能梯度材料的成型方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种硬质合金功能梯度材料的成型方法，包括：

A)将添加剂与合金原料混合后，得到混合料；

B)将上述步骤得到的混合料放入复合模具组中，进行复合压力成型后，得到坯料；

所述复合模具组包括外层高膨胀系数模具，中间过渡层模具组和内层低膨胀系数模具；

C)将上述坯料经过烧结后，得到硬质合金功能梯度材料。

优选的，所述混合料中，所述合金原料在混合料中的体积比为50％～85％，所述添加剂在混合料中的体积比为15％～50％。

优选的，所述步骤A)具体为：

将添加剂与第一合金原料混合后，得到表层混合料；将添加剂与第二合金原料混合后，得到中间层混合料；将添加剂与第三合金原料混合后，得到内层混合料。

优选的，所述表层混合料的费氏粒度为小于等于3μm，所述中间层混合料的费氏粒度为0.5～5μm，所述内层混合料的费氏粒度为3～30μm。

优选的，所述合金原料包括硬质相和软质相；

所述硬质相为碳化钨，所述软质相为钴、铁或镍。

优选的，所述第一合金原料中硬质相的质量含量占所述第一合金原料的质量含量的百分比为93％～97％；所述第二合金原料中硬质相的质量含量占所述第二合金原料的质量含量的百分比为84％～95％；所述第三合金原料中硬质相的质量含量占所述第三合金原料的质量含量的百分比为75％～90％。

优选的，所述复合压力成型为温压成型、注射成型和热等静压成型中的一种或多种。

优选的，所述添加剂包括聚乙烯、石蜡、聚乙二醇、聚丙烯、聚苯乙烯、硬脂酸、二甲基苯二酸、双丁基苯二酸和EVA中的一种或多种。

优选的，所述坯料进行烧结前，还进行除脂处理；所述除脂处理为热除脂和/或溶剂脱脂处理。

优选的，所述烧结为真空压力烧结或热等静压烧结。