[发明专利]一种强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金

说明书

为了改善WC‑Co硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种强流脉冲离子束辐照WC‑Co硬质合金。采用含90wt%WC、10wt%Co的WC‑Co硬质合金为原料，硬质合金内部的物相组成对硬质合金的性能有着重要影响，强流脉冲离子束辐照对硬质合金性能的提升主要表现在促进硬质合金内部的物相转变，使硬质合金内部的不稳定相向稳定相转变。强流脉冲离子束辐照的强度越大，物相转变进行的更容易，发生转变的不稳定相越多。所制得的强流脉冲离子束辐照WC‑Co硬质合金，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的WC‑Co硬质合金提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金。

背景技术

硬质合金是由一种或多种高硬度、高模量的间隙化合物与过渡族金属或其合金组成的复合材料，其具有高硬度、高强度、耐腐蚀、耐磨损、高弹性模量、热膨胀系数很低以及化学稳定性很好等特点，在钻具、刀具、耐磨耐腐零部件等方面有广泛应用，有“工业的牙齿”美称。如何有针对性的依用途研究或开发高性能材料是该领域的研究热点。

强流电子束和离子束是束流强度达几十万以至上百万安培的束流。它比通常加速器的束流密度高几万倍以至几十万倍。20世纪60年代初期，由于模拟核爆炸条件下γ射线辐照效应和X射线照相的需要，强流脉冲电子束加速器得到了迅速发展，70年代后，由于粒子束惯性约束聚变、电子束抽运气体激光器、电子束产生高功率微波等研究工作的要求，研制了低电压大电流的电子束加速器，并在这些技术的基础上获得了强流脉冲离子束。

发明内容

本发明的目的是为了改善WC-Co硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的制备原料包括：含90wt%WC、10wt%Co的的WC-Co硬质合金。

强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的制备步骤为：将原料按实验设计方案称重，然后用金刚石试纸进行打磨，打磨后倒入行星球磨机中进行湿磨，球料比为6：1，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃。将制好的粉末加至万能试验机中进行压制成形。将制好的压坯放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为1460℃，保温时间为90min。

强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的检测步骤为：物相分析采用SHI6000型X射线衍射仪，表面形貌采用JSM5600型扫描电子显微镜，表面轮廓及粗糙度采用Surf4000型表面轮廓仪，针尖曲率半径为2μm，表面元素分布采用SHI1600型电子探针，显微硬度采用HXD1000型维氏显微硬度计。

所述的强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金，硬质合金内部的物相组成对硬质合金的性能有着重要影响，强流脉冲离子束辐照对硬质合金性能的提升主要表现在促进硬质合金内部的物相转变，使硬质合金内部的不稳定相向稳定相转变。强流脉冲离子束辐照的强度越大，物相转变进行的更容易，发生转变的不稳定相越多。

所述的强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金，强流脉冲离子束辐照的强度对硬质合金性能的提升有着重要影响。强流脉冲离子束辐照的强度需要控制在一个精确的范围内。强流脉冲离子束辐照的强度过高会导致硬质合金表面产生烧蚀。强流脉冲离子束辐照的强度过低则导致物相转变不完全。合适的强流脉冲离子束辐照强度为10次/分。

所述的强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金，强流脉冲离子束辐照对硬质合金强度提升表现在使硬质合金具有更均匀、更稳定的内部结构，使得硬质合金的致密化程度提高。经过强流脉冲离子束辐照的硬质合金，其力学性能得到一定程度的提升。

本发明的有益效果是：