[发明专利]耐磨高强度硬质合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐磨高强度硬质合金的制备方法，属于金属冶金技术领域。本发明首先以膨胀石墨为模板，通过金属混合盐电镀法在膨胀石墨表面电镀一层混合金属层，电镀后烧结，使得膨胀石墨模板烧结去除，从而得到类膨胀石墨结构的混合金属粉末，本发明还以稻壳为原料，首先通过微生物发酵使得稻壳微腐产生丰富的孔隙，再将钨酸和氨水混合溶解后浸渍微腐稻壳，使得钨酸和稻壳复合，并在还原气体的作用下，原位炭化还原制得具有稻壳遗态结构的多孔粗糙碳化钨硬质料，最后将自制抗磨料和自制硬质料以及粘结金属混合压制并烧结，最终制得耐磨高强度硬质合金，本发明制备的耐磨高强度硬质合金具有极佳的耐磨性和机械强度，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种耐磨高强度硬质合金的制备方法，属于金属冶金技术领域。

背景技术

硬质合金是以一种或多种高硬度、高熔点的金属碳化物（碳化钨、碳化钛等）为基体，以钴、镍等金属或其合金为粘结相，采用粉末冶金方法合成的金属陶瓷材料，是粉末冶金制备的最典型的合金材料之一。

从成分上来看，硬质合金是由硬质相和粘结相两相混合而成。粘结相一般采用塑性、韧性良好的金属，而硬质相则使用高硬度、高强度的。从结构上来分析，粘结相分布于不同硬质相晶粒之间，形成包覆结构，起着粘结硬质相的作用。正因为这种特殊的复合结构，使得硬质合金不但具有陶瓷材料的高硬度、高耐磨性以及良好的红硬性，同时具有金属材料的较好的强度和韧性，比如硬度可达到1600HV，而断裂韧性达到14MPa·m^1/2，因而被广泛应用于现代工业，并享有“工业的牙齿”之美称。

纳米复合技术和材料的发展有效地解决了传统硬质合金强度与硬度之间的矛盾，对硬质合金的物理、力学、摩擦学性能都有很大的改善，使硬质合金实现“双高”的特性（高硬度和高韧性），甚至是在高温环境下。因而纳米和超细硬质合金被广泛应用于微型钻头，打印机打印针头，切削工具，精密工模具，耐磨蚀零件和结构部件，军工武器以及凿岩、钻探工具等方面。适应了日益发展的产业、电子技术、航天军工等领域的需求。

但是目前常见的硬质合金仍然存在着耐磨性比较差，并且机械强度偏低的缺陷，因此，发明一种耐磨高强度的硬质合金对本领域具有积极的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的硬质合金仍然存在着耐磨性比较差，并且机械强度偏低的缺陷，提供了一种耐磨高强度硬质合金的制备方法。

为了解决上述技术问题，本申请所采用的技术方案是：

一种耐磨高强度硬质合金，其特征在于具体制备步骤为：

称取自制硬质料、自制抗磨料、钴粉、镍粉和钼粉混合后放入球磨罐中球磨混合20～30min，将得到球磨产物倒入模具中，用液压机以8～10MPa的压力压制成型，并放入真空烧结炉中，加热升温至1450～1500℃，保温烧结1～2h后出料，即得耐磨高强度硬质合金；

所述自制硬质料的制备步骤为：

（1）将稻壳和浓度为10⁷cfu/mL枯草芽孢杆菌菌悬液按等质量比混合后装入发酵罐中，并将发酵罐放入发酵室中，静置发酵处理2～3周，发酵结束后过滤分离得到发酵滤渣；通过发酵对稻壳进行微腐，使其具有多孔结构；

（2）将上述得到发酵滤渣和钨酸以及质量分数为10%的氨水混合后放入超声振荡仪中，以25～35kHz的频率超声振荡浸渍1～2h，超声振荡浸渍结束后得到浸渍产物；使得钨酸充入浸入发酵滤渣的孔隙中；

（3）将上述得到的浸渍产物放入高温烧结炉中，在等体积比的一氧化碳和氢气的保护气体条件下，保温烧结处理，烧结处理结束后得到烧结产物，研磨后过100目筛，得到自制硬质料；通过烧结得到具有稻壳遗留态结构的碳化钨硬质料；

所述自制抗磨料的制备步骤为：