[发明专利]一种高韧性粗晶硬质合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高韧性粗晶硬质合金及其制备方法，属于特种合金制备技术领域。本发明制得的一种高韧性粗晶硬质合金通过自制增韧填料和多孔碳化硅纤维与钨源材料混合反应，利用弥散颗粒和自制增韧填料复合增韧，极大的提高了钨合金材料的韧性，使其工作应用范围得到极大提高，通过原料备料、混合料制备、压坯成型、烧结的制备工艺制程合金材料，具有广阔的应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种高韧性粗晶硬质合金及其制备方法，属于特种合金制备技术领域。

背景技术

钨(W)因其良好的物理性能，如高密度、高硬度、高熔点、高热导、低溅射产额等，被广泛应用于国防军工、航空航天和可控核聚变领域。例如应用钨材料制备的高密度合金刀具。

然而，钨材料存在的一些问题限制了其应用。钨的韧脆转变温度(DBTT)较高(400℃以上)，而再结晶温度较低(1300℃以下)，因此钨材料有明显的低温脆性和高温再结晶脆性。低于DBTT温度下进行制备加工和承受外部载荷时，钨材料极易脆断。因此，强韧化钨材料降低DBTT，稳定高温组织，提高再结晶温度，增强抗热冲击开裂能力，是十分重要的性能指标。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种高韧性粗晶硬质合金及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高韧性粗晶硬质合金，是由还原增韧合金前驱体经过压坯和火花等离子体烧结制成；

所述还原增韧合金前驱体是由增韧合金前驱体经高纯氢气还原制成；

所述增韧合金前驱体是由悬浮液加热搅拌反应后烘干制成；

所述悬浮液是由按重量份数计的以下原料组成：

150～200份偏钨酸铵；

5～8份盐酸；

3～5份聚乙烯吡咯烷酮；

1.5～2.0份多孔碳化硅纤维；

2～3份自制增韧填料；

1000～1500份去离子水；

所述多孔碳化硅纤维是由稻壳、甘蔗汁经发霉、发酵、碳化和氢氟酸浸泡制成；

所述自制增韧填料是由氯化镍、氯化铜、氯化镁、膨胀石墨经电镀反应后烧结制成。

一种高韧性粗晶硬质合金的制备方法，具体制备步骤为：

(1)增韧前驱体的制备：

将氯化镍、氯化铜和氯化镁混合加热升温，待混合盐熔化后，以铝片为正极，以膨胀石墨为负极，电镀，取下电镀后的负极，即为增韧前驱体；

(2)自制增韧填料的制备：

将增韧前驱体保温烧结处理，自然冷却至室温，取出烧结产物反复冲洗，自然晾干后粉碎过筛，得到自制增韧填料，备用；

(3)发霉产物的制备：

将稻壳和甘蔗汁混合后放入温室中，自然发霉，发霉结束后得到发霉产物；

(4)多孔碳化硅纤维的制备：

将发霉产物移入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后过滤，将滤渣转入炭化炉中，炭化处理，再用氢氟酸浸泡，得到多孔碳化硅纤维；

(5)悬浮液的制备：

称取偏钨酸铵、盐酸、聚乙烯吡咯烷酮、多孔碳化硅纤维、自制增韧填料和去离子水混合得到悬浮液；

(6)增韧合金前驱体的制备：