[发明专利]一种硬质合金材料

说明书

本发明公开了一种硬质合金材料，包括如下重量份的原料：WC‑TiC35‑Co10纳米复合粉体25‑40份、氮化硼3‑5份、碳化钽4‑6份、铁基稀土中间合金0.8‑1.5份、ZrB₂‑SiC复合粉体12‑18份、金属粘接剂4‑6份。本发明所得的硬质合金具有优良的耐高温耐切削加工性能，与传统合金材料相比，本发明的硬质合金具有良好的硬度、耐热性和抗氧化性，能够提高合金工具的耐高温性能和韧性等。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种硬质合金材料。

背景技术

硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。但传统硬质合金一般多以WC为硬质相，Co、Ni等单质为粘接相，成分单一，且随着使用温度的升高，粘接相和硬质相一般都会发生氧化，导致硬质合金的硬度、抗压等性能降低，使用寿命减短。

随着科技的进步，硬质合金在各个领域的应用逐渐广泛，也对其提出了更高的要求。在传统硬质合金的研究基础上，本发明利用WC-TiC35-Co10纳米复合粉体、ZrB₂-SiC复合粉体作为硬质合金的基底，再添加氮化硼、铁基稀土中间合金等添加剂，与粘接剂钴基合金粉末、铼等在高温下烧结制得新的硬质合金材料，其具有良好的硬度、耐热性和抗氧化性，能够提高合金工具的耐高温性能和韧性等。

发明内容

针对上述所述的不足，本发明的目的在于提供一种有良好的硬度、耐热性和抗氧化性的硬质合金材料。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种硬质合金材料，其由包含如下重量份的组分通过粉末冶金的方法制备而成：WC-TiC35-Co10纳米复合粉体25-40份、氮化硼3-5份、碳化钽4-6份、铁基稀土中间合金0.8-1.5份、ZrB₂-SiC复合粉体12-18份和金属粘接剂4-6份。

所述金属粘接剂由下述质量配比的原料组成：镍Ni 3-7％、钼Mo 1-5％、Co60钴基合金粉末80-90％、铼Re 4-8％和钛Ti 1-3％。

所述WC-TiC35-Co10纳米复合粉体的平均粒度小于1μm，其WC-TiC35-Co10纳米复合粉体的制备方法参考文献《碳化钨-钴(WC-Co)基纳米复合粉体及合金的制备研究》(杨明川，中国科学院金属研究所，2004)。

所述氮化硼和碳化钽、碳化硼的粒度为3-5μm。

所述ZrB₂-SiC复合粉体的粒度为1-3μm，其ZrB₂-SiC复合粉体的制备方法参考文献《溶胶凝胶、微波硼热/碳热还原合成ZrB₂-SiC超细复合粉体的研究》(曹迎楠，武汉科技大学，2015)。

所述金属粘接剂的粒度为4-8μm。

WC-TiC-Co纳米复合粉体作为合金基底有着良好的强度和硬度，耐高温，且其在较低的烧结温度下可实现致密化烧结，随着铁基稀土中间合金的加入，其硬质合金钢的孔隙度降低，显微硬度和致密度进一步提高，并且组织结构更加均匀，同时细化了晶粒，净化晶界，减少晶粒不均匀长大，改善合金内部组织的流动性和浸润性。复配的ZrB₂-SiC复合粉体具有高强度、抗腐蚀、耐高温和低密度等特点，在高硬度钴基合金粉末和铼等的粘接剂形成结构致密的硬质合金，性能优良。

本发明的有益效果：本发明所得的硬质合金具有优良的耐高温耐切削加工性能，与传统合金材料相比，本发明的硬质合金具有良好的硬度、耐热性和抗氧化性，能够提高合金工具的耐高温性能和韧性等。

具体实施方式