1.本發(fā)明涉及硬質(zhì)相合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種無粘接相碳化鎢硬質(zhì)相合金材料及制備方法。

背景技術(shù)：

2.傳統(tǒng)wc基硬質(zhì)合金刀具是目前市場上應(yīng)用量最多的刀具。wc 基硬質(zhì)合金刀具主要以wc作為基質(zhì)，鈷作為粘結(jié)劑，我國鎢資源較為豐富，鈷資源卻極其稀少，鈷資源對(duì)進(jìn)口依賴性很高，使硬質(zhì)合金的發(fā)展受限。同時(shí)，co元素對(duì)人體健康有害，因此減少co的使用，開發(fā)無粘結(jié)相硬質(zhì)合金刀具具有實(shí)際意義。

3.無粘結(jié)相wc基硬質(zhì)合金是指不含或含少量金屬粘結(jié)劑(《0.5％，質(zhì)量分?jǐn)?shù))的硬質(zhì)合金材料，也稱為wc基的金屬陶瓷材料，具有優(yōu)異的耐腐蝕性、抗氧化性、耐磨性。但由于缺少粘結(jié)相，韌性比較低，金屬切削加工時(shí)對(duì)刀具有一定耐沖擊要求，因此一定程度限制此類產(chǎn)品的應(yīng)用。

4.無粘結(jié)相硬質(zhì)合金刀具材料分為兩大類：純wc刀具材料、復(fù)合式無粘結(jié)相硬質(zhì)合金刀具材料。

5.純wc無粘結(jié)相硬質(zhì)合金刀具材料是指由超細(xì)的wc粉末,通過先進(jìn)的燒結(jié)技術(shù),如放電等離子燒結(jié)(sps)、氣體保護(hù)燒結(jié)(gps)、脈沖電流活化燒結(jié)技術(shù)(pcas)等，制備的晶粒徑長小于1μm的純wc 致密刀具材料。這種材料擁有傳統(tǒng)硬質(zhì)合金的硬度，但韌性稍有不足。

6.有鑒于此，特提出本技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

7.本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)合金材料，該無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)合金材料能有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中 wc基硬質(zhì)合金材料粘接相匱乏、粘接相對(duì)人身體有害，純wc無粘接相硬質(zhì)合金材料韌性不足的技術(shù)問題，提供一種對(duì)人體安全的、韌性高的無粘接相硬質(zhì)合金材料。

8.本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)合金材料的制備方法，該制備方法通過控制cnts與鉬粉在反應(yīng)過程中形成的纖維狀碳化鉬與其他組分充分融合，能極大的提高制成的合金材料的韌性，使制得的無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)合金材料，紅硬性好、韌性高。

9.本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)合金材料，主要包含以下組分，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)：

10.碳化鎢：75～97％；碳化鉬：0.5～20％；氧化鋯：3～20％；稀土元素：0.1～5％；氧化鋁:0.1～1.5％；碳化鉻及碳化釩0.2～0.9％。

11.進(jìn)一步地，碳化鉬為cnts與鉬粉在高溫下反應(yīng)制得，cnts 與鉬粉的摩爾百分量比為1:0.5-1。

12.進(jìn)一步地，稀土元素為鈰氧化物或碳化物、釔氧化物或碳化物中的一種或多種。

13.本發(fā)明還提供一種無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料的制備方法，包括以下步驟：

14.1)將cnts制成懸浮液；

15.2)依次加入碳化鉻、碳化釩、氧化鋁、稀土元素、碳化鎢、鉬、氧化鋯及成型劑、cnts懸浮液，裝入球磨機(jī)中；

16.3)以硬質(zhì)合金球做為研磨介質(zhì)，球料比4～7:1；球磨機(jī)中充入惰性氣體，球磨72～120小時(shí)，得到混合料；

17.4)將混合料在真空干燥條箱或在閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)中干燥，制成干燥混合料；

18.5)將干燥混合料填入成型模中，并在在粉末成型液壓機(jī)上用 100～400mpa壓力壓制成型，得到初坯；

19.6)將初坯在真空壓力燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)脫蠟、碳化反應(yīng)、固相燒結(jié)反應(yīng)，得到無粘結(jié)相硬質(zhì)合金材料。

20.進(jìn)一步地，cnts懸浮液通過以下步驟制得：先將所需cnts倒入容器中，酒精和油酸；使用超聲波分散儀分散30分鐘，制成cnts 酒精懸浮液。

21.進(jìn)一步地，述酒精的用量為300-450ml/kg、油酸的用量為每 0.2-1.2ml/kg。

22.進(jìn)一步地，碳化反應(yīng)包括以下步驟：先在真空壓力燒結(jié)爐中通入氬氣，所述氬氣的壓力強(qiáng)度為30～60kpa；然后將所述真空壓力燒結(jié)爐中的溫度控制為800℃～1450℃，并設(shè)置保溫平臺(tái)。

23.進(jìn)一步地，保溫平臺(tái)設(shè)置為800℃時(shí)保溫30分鐘；1100℃時(shí)保溫30分鐘；1320℃時(shí)保溫30分鐘；1450℃時(shí)保溫90分鐘。

24.進(jìn)一步地，固相燒結(jié)反應(yīng)為將真空壓力燒結(jié)爐升溫至 1800～1900℃，氣壓控制為10～30mpa壓力，反應(yīng)時(shí)間60～120分鐘。

25.本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：

26.1.本發(fā)明實(shí)施例中提供的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料制備方法中，碳化鉬組分采用的是cnts與鉬在反正過程中逐漸反應(yīng)生成的方式，而不是直接碳化鉬成品，目的是使反應(yīng)過程中形成的纖維狀碳化鉬與其他組分充分融合，能極大的提高制成的合金材料的韌性。

27.2.本發(fā)明實(shí)施例中提供的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料制備方法中，考慮到cnts容易團(tuán)聚，在混合料中不容易分散均勻，將cnts酒精懸浮液，使其能均勻的分散在混合料中。

28.3.本發(fā)明實(shí)施例中提供的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料制備方法中，在碳化反應(yīng)中設(shè)置了多個(gè)溫度段的保溫平臺(tái)，是碳化反應(yīng)更為充分，為提高合金材料的韌性奠定了基礎(chǔ)。

29.4.本發(fā)明實(shí)施例中提供的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料中沒有采用粘接劑，在配方中采用了碳化鉬與碳化鎢作為硬質(zhì)相，碳化鉬在反應(yīng)的過程中形成的纖維狀能為合金材料增韌，配方中還使用了材料容易獲得、對(duì)人體沒有傷害或者傷害性極小的增強(qiáng)相、彌散相等共同配合，能提高合金材料的韌性。

附圖說明

30.圖1維氏硬度及斷裂韌性的計(jì)算示意圖

具體實(shí)施方式

31.為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

32.下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)相合金材料及制備方法進(jìn)行具體說明。

33.本發(fā)明實(shí)施例提供一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)相合金材料，主要包含以下組分，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)：

34.碳化鎢：75～97％；碳化鉬：0.5～20％；氧化鋯：3～20％；稀土元素：0.1～5％；氧化鋁:0.1～1.5％；碳化鉻及碳化釩0.2～0.9％。

35.本實(shí)施例中以碳化鎢、碳化鉬作為硬質(zhì)相，以氧化鋯作為增強(qiáng)型，以碳化鉻、碳化釩作為抑制劑，以氧化鋁作為彌散相，以稀土元素起到彌散強(qiáng)化的作用。

36.zro2及稀土元素氧化物，在高溫及高壓作用下，形成玻璃相，形成近似粘結(jié)相作用。

37.al2o3經(jīng)球磨分散在各組元之間，在合金材料中彌散增強(qiáng)合金韌性。

38.cr3c2(碳化鉻),vc(碳化鉻)做為的晶粒抑制劑，在申請(qǐng)實(shí)施例中起著抑制碳化鎢晶粒在高溫?zé)Y(jié)中的異常長大，防止晶粒長大使材料韌性、硬度均下降的現(xiàn)象。

39.進(jìn)一步地，碳化鉬為cnts與鉬粉在高溫下反應(yīng)制得，cnts與所述鉬粉的摩爾百分量比為1:0.5-1，反應(yīng)得的碳化鉬。

40.cnts與mo(鉬)粉，碳與鉬在高溫下反應(yīng)形成纖維狀碳化鉬，碳化鉬纖維分散在材料中起橋架作用，起到增韌作用。

41.進(jìn)一步地，稀土元素為鈰氧化物或碳化物、釔氧化物或碳化物中的一種。

42.本發(fā)明實(shí)施例還提供一種無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料的制備方法，包括以下步驟：

43.1)將cnts制成懸浮液；

44.2)依次加入碳化鉻、碳化釩、氧化鋁、稀土元素、碳化鎢、鉬等組份及成型劑、cnts懸浮液，裝入球磨機(jī)中；

45.3)以硬質(zhì)合金球做為研磨介質(zhì)，球料比4～7:1；球磨機(jī)中充入惰性氣體，球磨72～120小時(shí)，得到混合料；

46.4)將混合料在真空干燥條箱或在閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)中干燥，制成干燥混合料；

47.5)將干燥混合料填入成型模中，并在在粉末成型液壓機(jī)上用 100～400mpa壓力壓制成型，得到初坯；

48.6)將初坯在真空壓力燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)脫蠟，碳化反應(yīng)、加壓致密化，得到無粘結(jié)相硬質(zhì)合金毛坯；

49.本發(fā)明實(shí)施例中，并沒有直接采用碳化鉬參與反應(yīng)，而是以 cnts與鉬粉在加工的過程中生成碳化鉬，如此在反應(yīng)過程中生成的類似纖維近碳納米管形狀晶形的碳化鉬，可起到增韌效果。

50.本發(fā)明實(shí)施例中，通過超聲分散處理及球磨，將cnts及其他組元制成預(yù)制分散懸

浮液，再與碳化鎢一起球磨，有利于各組元在混合料中分布均勻。

51.本實(shí)施例中，將材料加入球磨機(jī)中以硬質(zhì)合金球作為研磨介質(zhì)研磨72-120小時(shí)，wc粒度由原來0.6～0.8um達(dá)到0.3um以下，表面活性能進(jìn)一步提高，如此為了得到高韌性的合金材料奠定了基礎(chǔ)。

52.本發(fā)明實(shí)施例中的成型劑優(yōu)選為石蠟。

53.進(jìn)一步地，碳化反應(yīng)包括以下步驟：先在真空壓力燒結(jié)爐中通入氬氣，所述氬氣的壓力強(qiáng)度為30～60kpa；然后將所述真空壓力燒結(jié)爐中的溫度控制為800℃～1450℃，并設(shè)置保溫平臺(tái)。

54.進(jìn)一步地，保溫平臺(tái)設(shè)置為800℃時(shí)保溫30分鐘；1100℃時(shí)保溫30分鐘；1320℃時(shí)保溫30分鐘；1450℃時(shí)保溫90分鐘。

55.保溫平臺(tái)即是到達(dá)預(yù)定溫度后即進(jìn)行溫度保持的操作，本實(shí)施例中共采用了4個(gè)保溫平臺(tái)，以使碳化反應(yīng)更為充分。

56.進(jìn)一步地，固相燒結(jié)反應(yīng)為將真空壓力燒結(jié)爐升溫至 1800～1900℃，氣壓控制為10～30mpa壓力，反應(yīng)時(shí)間60～120分鐘。

57.本實(shí)施例的固相燒結(jié)反應(yīng)是在碳化反應(yīng)后進(jìn)行，整個(gè)過程在真空壓力燒結(jié)爐中完成，此步主要作用則是致密化、提高材料密度，致密度提高、材料韌性也相應(yīng)提高，高溫高壓下相應(yīng)減小孔隙度，細(xì)化晶粒，材料硬度得到保證。

58.進(jìn)一步地，cnts懸浮液通過以下步驟制得：先將所需cnts倒入容器中，酒精和油酸；使用超聲波分散儀分散30分鐘，制成cnts酒精懸浮液。

59.本實(shí)施例中，考慮到cnts容易團(tuán)聚，因此在加入之前特將其制成了cnts酒精懸浮液，如此在反應(yīng)的過程中，可避免因cnts團(tuán)聚導(dǎo)致的無粘結(jié)相合金中成份分布不均、團(tuán)聚現(xiàn)象。

60.進(jìn)一步地，述酒精的用量為300-450ml/kg、油酸的用量為每 0.2-1.2ml/kg。

61.即，每kgcnts使用的酒精的用量為300-450ml，使用的油酸的用量為每0.2-1.2ml。

62.實(shí)施例1

63.本發(fā)明實(shí)施例提供一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)相合金材料，主要包含以下組分，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)：

64.碳化鎢：75％；

65.碳化鉬：20％；

66.氧化鋯：3％；

67.氧化鈰：1％；

68.氧化鋁:0.5％；

69.碳化鉻及碳化釩：0.5％。

70.本發(fā)明實(shí)施例還提供一種無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料制備刀具的方法，包括下步驟：

71.1)先將所需cnts倒入容器中，在倒入酒精和油酸，；使用超聲波分散儀分散30分鐘，制成cnts酒精懸浮液；

72.2)依次加入碳化鉻、碳化釩、氧化鋁、氧化鈰、碳化鎢、鉬、氧化鋯及石蠟、cnts懸浮液，裝入球磨機(jī)中；

73.3)以硬質(zhì)合金球做為研磨介質(zhì)，球料比4:1；球磨機(jī)中充入惰性氣體，球磨72小時(shí)，得到混合料；

74.4)將混合料在真空干燥條箱或在閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)中干燥，制成干燥混合料；

75.5)將干燥混合料填入成型模中，并在在粉末成型液壓機(jī)上用 100～400mpa壓力壓制成型，得到初坯；

76.6)將初坯在真空壓力燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)脫蠟，然后在真空壓力燒結(jié)爐中通入氬氣，氬氣的壓力強(qiáng)度為30kpa，將真空壓力燒結(jié)爐中的溫度控制為800℃時(shí)保溫30分鐘，后升溫1100℃時(shí)保溫30分鐘，再后升溫至1320℃時(shí)保溫30分鐘，最后升溫至1450℃時(shí)保溫90分鐘；然后將真空壓力燒結(jié)爐升溫至1800℃，氣壓控制為10mpa壓力，反應(yīng)時(shí)間120分鐘。得到無粘結(jié)相硬質(zhì)合金毛坯。

77.實(shí)施例2

78.本發(fā)明實(shí)施例提供一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)相合金材料，主要包含以下組分，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)：

79.碳化鎢：94％；

80.碳化鉬：2.5％；

81.氧化鋯：3％；

82.碳化鈰：0.1％；

83.氧化鋁:0.2％；

84.碳化鉻及vc碳化釩：0.2％。

85.本發(fā)明實(shí)施例還提供一種無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料制備刀具的方法，包括下步驟：

86.1)先將所需cnts倒入容器中，在倒入酒精和油酸，；使用超聲波分散儀分散30分鐘，制成cnts酒精懸浮液；

87.2)依次加入碳化鉻、碳化釩、氧化鋁、氧化鈰、碳化鎢、鉬、氧化鋯及石蠟、cnts懸浮液，裝入球磨機(jī)中；

88.3)以硬質(zhì)合金球做為研磨介質(zhì)，球料比4:1；球磨機(jī)中充入惰性氣體，球磨72小時(shí)，得到混合料；

89.4)將混合料在真空干燥條箱或在閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)中干燥，制成干燥混合料；

90.5)將干燥混合料填入成型模中，并在在粉末成型液壓機(jī)上用 100～400mpa壓力壓制成型，得到初坯；

91.6)將初坯在真空壓力燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)脫蠟，然后在真空壓力燒結(jié)爐中通入氬氣，氬氣的壓力強(qiáng)度為30kpa，將真空壓力燒結(jié)爐中的溫度控制為800℃時(shí)保溫30分鐘，后升溫1100℃時(shí)保溫 30分鐘，再后升溫至1320℃時(shí)保溫30分鐘，最后升溫至1450℃時(shí)保溫90分鐘；然后將真空壓力燒結(jié)爐升溫至1800℃，氣壓控制為10mpa壓力，反應(yīng)時(shí)間60分鐘。得到無粘結(jié)相硬質(zhì)合金毛坯。

92.實(shí)施例3

93.本發(fā)明實(shí)施例提供一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)相合金材料，主要包含以下組分，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)：

94.碳化鎢：80％；

95.碳化鉬：15％；

96.氧化鋯：3％；

97.氧化釔：0.5％；

98.氧化鋁:1％；

99.碳化鉻及vc碳化釩：0.5％。

100.本發(fā)明實(shí)施例還提供一種無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料制備刀具的方法，包括下步驟：

101.1)先將所需cnts倒入容器中，在倒入酒精和油酸，；使用超聲波分散儀分散30分鐘，制成cnts酒精懸浮液；

102.2)依次加入碳化鉻、碳化釩、氧化鋁、氧化鈰、碳化鎢、鉬、氧化鋯及石蠟、cnts懸浮液，裝入球磨機(jī)中；

103.3)以硬質(zhì)合金球做為研磨介質(zhì)，球料比7:1；球磨機(jī)中充入惰性氣體，球磨120小時(shí)，得到混合料；

104.4)將混合料在真空干燥條箱或在閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)中干燥，制成干燥混合料；

105.5)將干燥混合料填入成型模中，并在在粉末成型液壓機(jī)上用 100～400mpa壓力壓制成型，得到初坯；

106.6)將初坯在真空壓力燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)脫蠟，然后在真空壓力燒結(jié)爐中通入氬氣，氬氣的壓力強(qiáng)度為60kpa，將真空壓力燒結(jié)爐中的溫度控制為800℃時(shí)保溫30分鐘，后升溫1100℃時(shí)保溫 30分鐘，再后升溫至1320℃時(shí)保溫30分鐘，最后升溫至1450℃時(shí)保溫90分鐘；然后將真空壓力燒結(jié)爐升溫至1900℃，氣壓控制為30mpa壓力，反應(yīng)時(shí)間120分鐘。得到無粘結(jié)相硬質(zhì)合金毛坯。

107.實(shí)施例4

108.本發(fā)明實(shí)施例提供一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)相合金材料，主要包含以下組分，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)：

109.碳化鎢：80％；

110.碳化鉬：15％；

111.氧化鋯：3％；

112.氧化釔：0.5％；

113.氧化鋁:1％；

114.碳化鉻及vc碳化釩：0.5％。

115.本發(fā)明實(shí)施例還提供一種無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料制備刀具的方法，包括下步驟：

116.1)先將所需cnts倒入容器中，在倒入酒精和油酸，；使用超聲波分散儀分散30分鐘，制成cnts酒精懸浮液；

117.2)依次加入碳化鉻、碳化釩、氧化鋁、氧化鈰、碳化鎢、鉬、氧化鋯及石蠟、cnts懸浮液，裝入球磨機(jī)中；

118.3)以硬質(zhì)合金球做為研磨介質(zhì)，球料比4:1；球磨機(jī)中充入惰性氣體，球磨72小時(shí)，得到混合料；

119.4)將混合料在真空干燥條箱或在閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)中干燥，制成干燥混合料；

120.5)將干燥混合料填入成型模中，并在在粉末成型液壓機(jī)上用 100～400mpa壓力壓制成型，得到初坯；

121.6)將初坯在真空壓力燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)脫蠟，然后在真空壓力燒結(jié)爐中通入氬氣，氬氣的壓力強(qiáng)度為30kpa，將真空壓力燒結(jié)爐中的溫度控制為800℃時(shí)保溫30分鐘，后升溫1100℃時(shí)保溫 30分鐘，再后升溫至1320℃時(shí)保溫30分鐘，最后升溫至1450℃時(shí)保溫90分鐘；然后將真空壓力燒結(jié)爐升溫至1800℃，氣壓控制為10mpa壓力，反應(yīng)時(shí)間120分鐘。得到無粘結(jié)相硬質(zhì)合金毛坯。

122.實(shí)驗(yàn)例

123.將實(shí)施例1-4得到的4種合金材料進(jìn)行硬度和斷裂韌性的參數(shù)的測試。硬度及斷裂韌性測試方法如下：

124.維氏硬度hv30

125.維氏硬度是根據(jù)壓痕單位面積所承受的實(shí)驗(yàn)力來計(jì)算硬度值的。維氏硬度壓頭是兩相對(duì)面間夾角為136

°

的金剛石四棱錐體。根據(jù)壓痕的對(duì)角線長度，計(jì)算壓痕面積，測試維氏硬度時(shí)的加載壓力為 30kg，試驗(yàn)力保持時(shí)間為15s。維氏硬度的計(jì)算公式如下：

126.hv＝0.102f/a＝0.1891f/d2

??

(1)

127.f為加載的試驗(yàn)力，d為壓痕對(duì)角線平均長度[0.5*(d1+d2)]。

[0128]

斷裂韌性kic

[0129]

試樣的斷裂韌性不僅可以通過三點(diǎn)或者四點(diǎn)抗彎斷裂測試，計(jì)算材料的斷裂韌性，還可以通過維氏硬度的壓痕裂紋長度來計(jì)算。本實(shí)驗(yàn)是通過壓痕裂紋的長度，來計(jì)算材料的斷裂韌性的。計(jì)算公式如下：

[0130][0131]

其中hv為維氏硬度，

[0132]

p為加載力(30kg)，

[0133]

∑d為四條壓痕的裂紋總長(∑d＝d1+d2+d3+d4)。

[0134]

表1無粘接相硬質(zhì)合金斷裂韌性統(tǒng)計(jì)表

[0135][0136]

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)合金材料，其特征在于主要包含以下組分，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)：碳化鎢：75～97％；碳化鉬：0.5～20％；氧化鋯：3～20％；稀土元素：0.1～5％；氧化鋁:0.1～1.5％；碳化鉻及碳化釩0.2～0.9％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)合金材料，其特征在于所述碳化鉬為cnt

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與鉬粉在高溫下反應(yīng)制得，所述cnt

s

與所述鉬粉的摩爾百分量比為1:0.5-1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)合金材料，其特征在于所述稀土元素為鈰氧化物或碳化物、釔氧化物或碳化物中的一種或多種。4.使用如權(quán)利要求2-3中任意一項(xiàng)所述的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料的制備方法，包括以下步驟：1)將cnt

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制成懸浮液；2)依次加入碳化鉻、碳化釩、氧化鋁、稀土元素、碳化鎢、鉬、氧化鋯及成型劑、cnt

s

懸浮液，裝入球磨機(jī)中；3)以硬質(zhì)合金球做為研磨介質(zhì)，球料比4～7:1；球磨機(jī)中充入惰性氣體，球磨72～120小時(shí)，得到混合料；4)將混合料在真空干燥條箱或在閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)中干燥，制成干燥混合料；5)將干燥混合料填入成型模中，并在在粉末成型液壓機(jī)上用100～400mpa壓力壓制成型，得到初坯；6)將初坯在真空壓力燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)脫蠟、碳化反應(yīng)、固相燒結(jié)反應(yīng)，得到無粘結(jié)相硬質(zhì)合金材料。5.如權(quán)利要求4所述的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料的制備方法，其特征在于所述cnts懸浮液通過以下步驟制得：先將所需cnt

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倒入容器中，酒精和油酸；使用超聲波分散儀分散30分鐘，制成cnts酒精懸浮液。6.如權(quán)利要求5所述的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料的制備方法，其特征在于所述酒精的用量為300-450ml/kg、油酸的用量為每0.2-1.2ml/kg。7.如權(quán)利要求4所述的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料的制備方法，其特征在于所述碳化反應(yīng)包括以下步驟：先在真空壓力燒結(jié)爐中通入氬氣，所述氬氣的壓力強(qiáng)度為30～60kpa；然后將所述真空壓力燒結(jié)爐中的溫度控制為800℃～1450℃，并設(shè)置保溫平臺(tái)。8.如權(quán)利要求7所述的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料的制備方法，其特征在于所述保溫平臺(tái)設(shè)置為800℃時(shí)保溫30分鐘；1100℃時(shí)保溫30分鐘；1320℃時(shí)保溫30分鐘；1450℃時(shí)保溫90分鐘。9.如權(quán)利要求4所述的無粘接相碳化鎢硬質(zhì)合金材料的制備方法，其特征在于所述固相燒結(jié)反應(yīng)為將真空壓力燒結(jié)爐升溫至1800～1900℃，氣壓控制為10～30mpa壓力，反應(yīng)時(shí)間60～120分鐘。

技術(shù)總結(jié)

一種無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)相合金材料，主要包含以下組分，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)：碳化鎢：75～97％；碳化鉬：0.5～20％；氧化鋯：3～20％；稀土元素：0.1～5％；氧化鋁:0.1～1.5％；碳化鉻及VC碳化釩0.2～0.9％。該無粘接相碳化鎢基硬質(zhì)相合金材料能有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中WC基硬質(zhì)相合金材料粘接相匱乏、粘接相對(duì)人身體有害，純WC無粘接相硬質(zhì)相合金材料韌性不足的技術(shù)問題，提供一種對(duì)人體安全的、韌性高的無粘接相硬質(zhì)相合金材料。相硬質(zhì)相合金材料。

技術(shù)研發(fā)人員：郎宏彬 何俊霖 劉小勇

受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都邦普切削刀具股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.07.13

技術(shù)公布日：2023/5/5