[发明专利]一种超细晶粒梯度硬质合金及其制备方法和应用方法

权利要求书

1.一种超细晶粒梯度硬质合金，其特征在于，按照重量份数计算，包括如下组分：

Ti（C，N）5~8份，（Ta，Nb）/SiC 2~3份，Bi/（Mn，Fe）B 2~3份，Co粉1~2份，VC1~2份，石墨烯0.5~1份，Cr₃C₂1~2份，WC 95~105份；所述（Ta，Nb）/SiC为多孔SiC骨架上沉积Ta或Nb后制得的纳米颗粒；所述Bi/（Mn，Fe）B为Bi沉积在MnB或FeB骨架上后制得的纳米颗粒；所述超细晶粒梯度硬质合金分为两个梯度，表层为WC和Bi-B-Mn或Bi-B-Fe两种晶相，其中Bi-B-Mn或Bi-B-Fe为正四面体晶相，嵌在WC晶相中；所述超细晶粒梯度硬质合金的内层为和WC、Co和立方相组成。

2.一种超细晶粒梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

S1. 将Ti（C，N）5~8份，（Ta，Nb）/SiC 2~3份，Co粉1~2份，石墨烯0.5~1份，Cr₃C₂1~2份和WC 95~105份加入行星式高能球磨机中进行球磨得到粉料A；

S2. 将粉料A低温烧结；

S3. 将低温烧结后的粉料A与Bi/（Mn，Fe）B 2~3份，和VC1~2份一起加入行星式高能球磨机中进行湿磨，然后放入真空干燥箱内于60~80℃保温1~2h，干燥后的粉料用压机和模具压制成料坯；

S4. 将硬质合金块进行真空梯度烧结处理，制备得到超细晶梯度硬质合金。

3.根据权利要求2所述的一种超细晶粒梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S3进行湿磨时，球料比为（10~15）:1，湿磨介质为酒精，转速为300~400r/min，湿磨时间为20~40h。

4.根据权利要求2所述的一种超细晶粒梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2低温烧结为：将粉料A置于低压烧结炉中进行预烧结，升温至300~700℃并保温1~8h，同时通入氢气，进行脱蜡、脱氧，之后排空炉腔内的氢气继续升温，在达到液相烧结温度之前充入压力1~10MPa的惰性气体，液相烧结温度为1400~1500℃，在惰性气体压力下保温0.5~2h，保温结束后随炉冷却至室温。

5.根据权利要求4所述的一种超细晶粒梯度硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S4的真空梯度烧结为：步骤S4的真空梯度烧结处理为：将预烧结后的超细晶硬质合金置于真空炉中，将真空炉抽真空到10^-2~10^-4Pa以下开始升温，升温至1300~1500℃并保温0.1~3h，保温结束后随炉冷却至室温。

6.根据权利要求4或5所述的一种超细晶粒梯度硬质合金的制备 方法，其特征在于，所述超细晶粒梯度硬质合金应用于制作铣刀。