[发明专利]一种添加石墨烯的梯度硬质合金刀具材料及其快速制备方法

摘要

本发明属于硬质合金材料技术领域，涉及一种添加石墨烯的梯度硬质合金刀具材料及其快速制备方法。本发明以多层石墨烯纳米片作为梯度硬质合金刀具材料的强韧化相与润滑相及钴梯度的稳定相，设计并构筑石墨烯/硬质合金界面，通过构造法及界面物理调控与力学调控，得到粘结相含量可控，各梯度层厚度可控，高耐磨性、高韧性、导热性能优良、摩擦性能优良的梯度硬质合金刀具材料，尤其适用于金属的断续车削和铣削，该发明制备方法简单，设备投资小，方便操作，材料利用率高，易于工业化生产，具有很高的应用前景。

主权项

1.一种添加石墨烯的梯度硬质合金刀具材料，其特征是：梯度层包括对称的5层，自表及里，硬质相亚微米碳化钨含量减小，硬质相纳米碳化钛含量增多，粘结相含量增大；石墨烯、纳米碳化钒、纳米碳化铬、纳米碳化硅晶须含量有三种设置：自表及里，石墨烯含量增大，三层均无碳化钒、碳化铬及碳化硅晶须；过渡层含有石墨烯，表层及芯层含有复式晶粒增长抑制剂碳化钒与碳化铬比例为2:1或者碳化硅晶须的其中一种；过渡层及芯层含有石墨烯，表层含有复式晶粒增长抑制剂碳化钒与碳化铬比例为2:1或者碳化硅晶须的其中一种；表层按90.8～91.95WC‑3TiC‑5Co‑0或0.05～0.1石墨烯‑0或0.8VC‑0或0.4Cr3C2‑0或0.4SiC晶须质量配比，过渡层按83.85～83.9WC‑6TiC‑10Co‑0.1～0.15石墨烯质量配比，芯层按74.8～75.88WC‑9TiC‑15Co‑0或0.15～0.2石墨烯‑0或0.8VC‑0或0.4Cr3C2‑0或0.4SiC晶须质量配比；其中,添加的WC粉末的平均粒度为100‑400nm,TiC粉末的平均粒度为50‑100nm,Co粉末的平均粒度为100‑500nm，石墨烯层数为1‑40层，VC粉末的平均粒度为50‑100nm，Cr3C2粉末的平均粒度为50‑100nm，SiC晶须直径≤300nm，长径比≥10。