[发明专利]一种由增强型高熵合金粘结的碳化钨材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种由增强型高熵合金粘结的碳化钨材料及其制备方法，包括增强型高熵合金和碳化钨；其中增强型高熵合金作为粘结相，按照重量份之和100计，作为粘结相的高熵合金选择为0.5‑40份，碳化钨选择为60‑99.5份，所述增强型高熵合金包括组分钴、镍、铁、铬、铝、铋，按照重量份数计为：钴5～30份，镍5～30份，铁5～30份，铬5～30份，铝0.1～10份，铋0.1～10份。本发明制备的碳化钨材料具有优良的硬度、韧性、高温硬度；本发明不仅可以降低碳化钨材料制备的成本，还有效地扩大了其应用范围，该材料适合作为刀具、模具和耐磨零件。

技术领域

本涉及一种碳化钨(WC)材料及其制备方法，具体是指一种由增强型高熵合金钴镍铁铬粘结的碳化钨材料及其制备方法。

背景技术

碳化钨硬质合金由于其高硬度、高耐磨性，被广泛地用作刀具、模具和耐磨零件。现有的碳化钨硬质合金材料，主要由基体碳化钨和粘结相钴等组成，然而由于钴资源在我国相对稀缺，而且其高温强度、高温蠕变抗力和耐腐蚀性能均相对较低，一定程度上限制了以钴作为粘结相的碳化钨硬质合金的应用；而且其主要制备方法是：预成形后采用辐射加热烧结、热等静压烧结等方法进行烧结，而这些烧结方法的烧结时间较长，易使碳化钨晶粒长大，从而削弱烧结态合金的性能。

中国台湾地区清华大学叶均蔚教授于国际期刊“Advanced EngineeringMaterials”上公开发表了第一篇有关高熵合金的论文，由于高熵合金为多主元合金，材料体系丰富，而且其结构特殊，通常拥有比相同体系合金更优异的性能，因而引起广大研究人员的兴趣。近几年，高熵合金的研究热度逐年上升，越来越多的高熵合金体系被开发出来，此类合金一般具有优异的室温、高温和低温力学性能，高的耐磨、耐腐蚀性能，因此，高熵合金在多个方面存在巨大的潜在应用价值。

201910775800.3公开了一种超细晶高熵金属陶瓷复合材料及其制备方法，所述复合材料以(MoTiWTaZr)C高熵陶瓷为硬质相，FeCoCrNiAl高熵合金为金属粘结相制成；其具体是将碳化钼、碳化钛、碳化钨、碳化钽、碳化锆五种碳化物粉末经高能球磨形成高熵陶瓷粉末，将铁、钴、铬、镍、铝五种金属粉末经高能球磨形成单相固溶体高熵合金粉末，然后将高熵陶瓷粉末和高熵合金粉末进行机械混合，再经放电等离子烧结，得到所述超细晶高熵金属陶瓷复合材料，所得复合材料的综合性能得到明显提高。其虽然有一定程度的提升，但是整体上，还是有待继续开发。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种由增强型高熵合金粘结的碳化钨材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种由增强型高熵合金粘结的碳化钨材料，包括增强型高熵合金和碳化钨，其中增强型高熵合金作为粘结相，按照重量份之和100计，作为粘结相的高熵合金选择为0.5-40份，碳化钨选择为60-99.5份，所述增强型高熵合金包括组分钴、镍、铁、铬、铝、铋。

所述增强型高熵合金中的各组分，按照重量份之和100计：钴5～30 份，镍5～30份，铁5～30份，铬5～30份，铝0.1～10份，铋0.1～10份。

一种由增强型高熵合金粘结的碳化钨材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，增强型高熵合金的成分设计：

将钴、镍、铁、铬、铝、铋粉末按下述重量份数配比：钴5～30份，镍5～30份，铁5～30份，铬5～30份，铝0.1～10份，铋0.1～10份；

步骤二，增强型高熵合金粉末的制备：

将上述原料粉末投料进行球磨设备进行球磨处理，直至获得增强型高熵合金粉末；

步骤三：碳化钨粉末与增强型高熵合金粉末的备料：