CN111636024A - 一种WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金及其制备方法和应用 - Google Patents

一种WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种WC‑Ni‑Cr/Ta复合材料硬质合金及其制备方法和应用，该合金按重量百分比组成：Ni：8％～12％，Cr/Ta：0.2％～1％，余量为WC。本发明以粗粉末WC为原料，通过联合添加Ni和Cr3C2/TaC，采用化学包裹粉方法，制备具有高韧性、高硬度粗晶硬质合金，其制备包括粗化粗粒碳化钨粉，基于溶胶凝胶法的化学包覆法混合WC、Ni，Cr3C2/TaC制备混合粉末的前驱体，参胶、压坯、烧结五个步骤,该复合材料不仅具有好的高温磨损性能和高的断裂韧性性能，有效提高合金抗热疲劳裂纹能力，而且具有较强的硬度和耐腐蚀性能，同时有较高的冲击韧性，综合性能佳，适于海洋船舶、矿用工具、盾构刀具。

Description

一种WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于硬质合金材料制备领域，涉及一种基于溶胶凝胶法在碳化钨粉体表面包覆镍铬(镍钽)粉末及其(超)粗晶硬质合金的制备方法，具体涉及一种WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，由于煤田开采及隧道工程技术的不断发展,硬质合金作为采煤机和隧道掘进用盾构机的刀头材料，且采煤机和盾构机都是在井下作业,工作环境恶劣,刀头更换、维修难度大，一般都要尽量减少更换维修次数，这就对硬质合金刀头提出了很高的耐磨、高韧性及其他性能要求。Co以其对WC的优异润湿性应用最为广泛，制备的WC-Co硬质合金具有良好的力学性能。但WC-Co合金的抗氧化和耐腐蚀性较差目前Co作为一种战略性稀缺资源，价格较为昂贵并逐年上涨。传统硬质合金生产中的混料过程均使用机械球磨工艺，但是存在着许多明显的弊端：球磨过程中，对WC原始粉末形貌破坏严重，导致粉末颗粒破碎，晶格畸变，粉末粒度难以控制；难以使WC粉末与粘结相金属粉末混合均匀。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金及其制备方法，本发明的WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金是一种无污染、纯度高且制备时间短的基于溶胶凝胶法在碳化钨粉体表面包覆镍铬(镍钽)粉末及其(超)粗晶硬质合金；解决了传统球磨法对WC原始粉末形貌破坏严重、粉末颗粒破碎、晶格畸变，粉末粒度难以控制等问题，其制备的合金与标准GB/T18376.2—2014相比较能满足在矿山、地质开采过程中的硬度、强度等性能要求，且耐腐蚀性能明显优于传统的WC-6Co硬质合金，有望在海洋船舶领域获得应用。
本发明还提供了一种WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金的应用。
技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述的、一种WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金，主要由以下组分按重量百分比组成：
Ni：8％～12％,Cr/Ta：0.2％～1％，余量为WC(具体为粗化后WC)。
其中，所述WC粉体的费氏粒度大于6μm，纯度为99.9％。
本发明所述的铬镍基硬质合金的制备方法，包括如下步骤：
(1)碳化钨粉体表面预处理：配制粗化液，将称量好的WC粉体倒入粗化液中，均匀搅拌，充分分散并粗化，之后过滤出粉体，洗涤后烘干；
(2)化学包覆法制备复合粉末前驱体：将Ni(NO3)2·6H2O和Cr3C2或者TaC溶于CH3OH中，加入TEA(N(CH2CH2OH)3)形成络合溶液，将步骤(1)预处理过的WC粉体加入络合溶液中均匀搅拌；干燥后得到Ni盐前驱体，将前驱体锻烧得到WC-Ni-Cr/Ta复合粉末，锻烧完成后随炉冷却；
该过程的化学反应方程式为：
N(CH2CH2OH)3+Ni(NO)3+Cr3C2/TaC→Co+Ni+Cr/Ta+COX↑+H2O↑+NOX↑
(3)参胶步骤：将步骤(2)制得的复合粉末与成型剂(如SD-E成型剂，购于株洲市荷塘区腾飞硬质合金成型剂有限公司)，按照复合粉末质量的5～7％比例混合，优选6％)，混合，进行造粒；
(4)压制步骤：将步骤(3)造粒制得的复合粉末球粒压制成胚得到WC-Ni-Cr/Ta复合粉体压胚；
(5)WC-Ni-Cr/Ta复合材料的烧结：将步骤(4)得到的WC-Ni-Cr/Ta复合粉体压胚放入进行烧结成型，结束后，冷却至室温，取出样品即得WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金。
(6)合金性能测试步骤：获得的样品进行硬度测试、试烧结致密度测试、抗弯强度测试、抗冲击韧性测试、金相分析和耐腐蚀测试。
其中，步骤(1)所述的粗化液各组分浓度如下：溶液为水，氢氟酸(HF)20～40ml/L，硝酸(HNO3)20～40ml/L；其一次粗化WC粉体的粗化液的体积为500ml，均匀搅拌20～40min，用去离子水洗涤2～4次。本发明的粗化液为氟酸跟硝酸的混合水溶液，其目的是使得WC粉体表面变得粗糙，使粉体更容易附着在上面)
其中，步骤(2)所述的TEA和Ni的摩尔比为0.5～1:1。
其中，步骤(2)所述的将步骤(1)预处理过的WC粉体加入络合溶液中均匀搅拌，用机械搅拌的方式混合均匀，转速为150～180r/min，搅拌时间为20-40min；停止搅拌后再将混合溶液静置30-40分钟，并在真空干燥箱中烘干得到混合物前驱体粉末为Ni盐前驱体。
其中，步骤(2)所述的Ni盐前驱体，在N2气中500-700℃下锻烧4h得到WC-Ni-Cr/TaC复合粉，锻烧完成后随炉冷却
其中，步骤(4)所述的压制成胚的压强为20-150MPa。
其中，步骤(5)所述的烧结工艺为从室温以2～4℃/min的速度升到200～240℃，保温0.5h～1h，再以3～4℃/min的速度升至470～500℃，保温1.5h～2h，再以6～8℃/min的速度升至900～950℃，保温30～60min，之后以8～10℃/min的速度升至1250～1300℃，保温30～60min，最终以3℃/min升至1450℃，保温1h，再冷却降至室温。
作为优选，步骤(5)所述的烧结工艺为从室温以2℃/min的速度升到200℃，保温0.5h，再以3℃/min的速度升至470℃，保温1.5h，再以6℃/min的速度升至900℃，保温30min，之后以8℃/min的速度升至1250℃，保温30min，最终以3℃/min升至1450℃，保温1h，再冷却降至室温。
其中，步骤(6)所述的测试步骤为烧结试样的硬度是采用洛氏硬度计测定的；烧结试样的密度则是利用排水法进行测定，之后按照阿基米德原理进行计算得出；烧结试样的抗冲击韧性是采用摆锤式冲击试验机测定的；烧结试样的抗弯强度则是利用电子万能试验机测试结果结合三点测试抗弯公式换算得到的；耐腐蚀测试则是利用电化学工作站测试其在2.4％NaCl溶液中的腐蚀速率。
本发明所述的WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金在制备海洋船舶、矿用工具、盾构刀具中的应用。
本发明为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，提出一种高韧、高硬度、粗晶WC-Ni-Cr/Ta硬质合金及其制备方法。该复合材料以粗粉末WC为原料，通过联合添加Ni和Cr3C2/TaC，采用化学包裹粉方法，制备具有高韧性、高硬度粗晶硬质合金，其制备工艺包括粗化粗粒碳化钨粉，基于溶胶凝胶法的化学包覆法混合WC、Ni，Cr3C2/TaC制备混合粉末的前驱体，参胶、压坯、烧结五个步骤,该复合材料不仅具有好的高温磨损性能和高的断裂韧性性能，有效提高合金抗热疲劳裂纹能力，而且具有较强的硬度和耐腐蚀性能，同时还具有较高的冲击韧性，综合性能佳，适于海洋船舶、矿用工具、盾构刀具的使用。
本发明超粗晶硬质合金具有较高耐磨性、抗冲击韧性及抗热疲劳性能，而目前工业生产所用的球磨法制备合金复合粉体则需要相当长的球磨时间，且制备的粉末粒径难以控制，易存在大量的粘结相金属团，对合金性能产生极为不利的影响。而本发明通过基于溶胶凝胶法的化学包覆法在前驱体粉体煅烧的时候会发生如下反应：
N(CH2CH2OH)3+Ni(NO)3+Cr3C2/TaC→Co+Ni+Cr/Ta+COX↑+H2O↑+NOX↑
由于气体的排出会使得粘结相Ni、Cr/Ta能够全面的包覆WC颗粒，制备的粉体其粒径更加的均匀，极少存在粉末团聚现象，通过添加Cr/Ta能够抑制粉体烧结过程中的硬质合金晶粒异常长大现象。合金的抗弯强度、洛氏硬度和抗冲击韧性受合金孔隙、粗大WC颗粒、粘结相和硬质相分布的影响，所以当添加Cr/Ta时，Cr/Ta固溶到Ni相中，粘结相得到强化；由于合金中不规则及大颗粒WC减少，所以晶粒得到细化，且分布更加均匀。因为不规则晶粒处晶界能较高，且容易成为断裂源，加入Cr/Ta后使得晶粒分布更加均匀，因此添加Cr/Ta使合金的抗弯强度、洛氏硬度和抗冲击韧性升高；在中性和碱性介质中，硬质合金的腐蚀主要为电化学腐蚀，被腐蚀的主要为合金中的粘结相，WC相一般不会参与整个腐蚀过程，在腐蚀过程中，Cr将会在粘结相表面形成一层钝化膜，这层钝化膜不但会提高合金粘结相表面氧化膜的抗腐蚀性，而且也会强化该氧化膜与合金的结合强度，从而提高硬质合金的耐腐蚀性能
本发明中首先将步骤(2)中的Ni(NO3)2·6H2O和Cr3C2或者TaC溶于CH3OH中形成的改性剂前驱体溶于有机溶剂TEA形成均匀的溶液，溶质与溶剂经水解和聚合作用，形成的有机粒子。这些粒子通常带有电荷，并由于电荷作用，吸附一层溶剂分子，形成由溶剂包覆胶体粒子，这些胶体粒子由于带有电荷而相互排斥，从而能以悬浮状态存在于溶剂中，即得到溶胶，将步骤(1)预处理过的WC粉体加入溶胶中，在温度为70℃下用机械搅拌的方式持续搅拌混合均匀，转速为150～180r/min，搅拌时间为20-40min，使颗粒均匀分散于溶胶中随着溶剂的蒸发，溶胶离子相互接触，将一部分溶剂包裹在体系里，当体系失去流动性了，体系里还是有大量的溶剂存在，就形成了凝胶；停止搅拌后再将混合溶液静置30-40分钟。溶胶经处理转变为凝胶，在高温下锻烧得到外表表面被包覆的复合粉。此方法制备的包覆复合粒子具有纯度高、化学均匀性好、由于包裹粉中的Ni呈多孔泡沫状纳米组装结构形式包裹在WC粉末表面所以包裹密实等优点。且耐腐蚀性能极佳，在不降低洛氏硬度的情况下能显著提高抗弯强度和抗冲击韧性；该技术操作容易、设备简单,易于工业化生产。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明首次提出了使用溶胶凝胶法制备碳化钨-镍铬(镍钽)基(超)粗晶硬质合金粉末(WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金)，在硬质合金制备材料上具有较大突破。通过使用溶胶凝胶法制备碳化钨-镍铬(镍钽)基(超)粗晶硬质合金粉末过程中的不同影响因素(如反应时间、反应温度、料液浓度等)得到一套较为有效的新型硬质合金粉末制备工艺。
2、本发明制备的合金材料中，Ni能很好的润湿和包裹WC硬质相，且相比之下Ni的储存量更多、来源更广、价格更为便宜；本发明对生产设备无特殊要求，只需常规设备，有利于工业推广应用。
3、本发明采用化学包裹粉方法(溶胶凝胶法)其包裹粉中的Ni呈多孔泡沫状纳米组装结构形式包裹在WC粉末表面所以粘结相包裹密实，制备的粉体其粒径更加的均匀，极少存在粉末团聚现象，且化学包裹粉工艺可以解决传统湿磨工艺难以制备晶粒度不小于4.5μm的粗晶粒硬质合金的难题，较传统球磨法有很大优势为制备粗和超粗晶粒WC-Co硬质合金提供了新途径。
4、本发明通过添加Cr/Ta能够抑制粉体烧结过程中的硬质合金晶粒异常长大现象Cr/Ta固溶到Ni相中，粘结相得到强化；由于合金中不规则及大颗粒WC减少，所以晶粒得到细化，且分布更加均匀。因为不规则晶粒处晶界能较高，且容易成为断裂源，加入Cr/Ta后使得晶粒分布更加均匀，因此添加Cr/Ta使合金的抗弯强度、洛氏硬度和抗冲击韧性升高，在不降低洛氏硬度的情况下能显著提高抗弯强度和抗冲击韧性。
5、本发明通过添加Cr/Ta能够使得制备的合金在中、碱性介质腐蚀过程中，Cr/Ta会在粘结相表面形成一层钝化膜，这层钝化膜不但会提高合金粘结相表面氧化膜的抗腐蚀性，而且也会强化该氧化膜与合金的结合强度，从而提高硬质合金的耐腐蚀性能。
6、本发明制备的WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金无污染、组分纯度高，抗弯强度、洛氏硬度和抗冲击韧性高，且耐腐蚀性能优越。(比例无特殊性)能满足在矿山、地质开采过程中的硬度、强度等性能要求，且耐腐蚀性能明显优于传统的WC-6Co硬质合金，有望在海洋船舶领域获得应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
各原料配比如表1所示
表1原料配比表
HNO<sub>3</sub> HF Cr<sub>3</sub>C<sub>2</sub> Ni(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>·6H<sub>2</sub>O TEA 甲醇 WC
30ml/L 30ml/L 0.48g 34.67g 8.94g 230ml 62.58g
取平均粒度约为10～14μm，纯度为99.9％的碳化钨粉末，置于500mL氢氟酸-硝酸混合水溶液中在机械搅拌条件下进行粗化处理，其中氢氟酸浓度为30mL/L，硝酸浓度为30mL/L，搅拌时间为30min，转速为120r/min，搅拌完再浸泡30min后将粉体用抽滤机过滤并用去离子水洗涤2次后放入烘干箱在60℃下烘干。
按质量百分比Cr为0.2％，Ni为10.1％，WC为89.7％，将0.48g Cr3C2和34.67g Ni(NO3)2·6H2O溶解于230ml的甲醇里，充分搅拌。待完全溶解后，将TEA与Ni以0.5：1的摩尔比加入搅拌形成络合物溶液，将多次粗化后共62.58g的WC粉加入上述溶液中，同时在温度为70℃下用机械搅拌的方式持续搅拌混合均匀，转速为150r/min，搅拌时间为40min混合，直到甲醇蒸发至样品呈粘稠状胶体为止停止搅拌后再将混合溶液静置30分钟。并在真空干燥箱中烘干干燥后即得混合物Ni盐前躯体。将前驱体在N2气氛中700℃下锻烧，升温速度为10℃/min，温度升至700℃并在此温度下持续煅烧4h，关闭电源于空气中冷却，得到WC-Ni-Cr复合粉。将得到的复合粉末与SD-E成型剂按照其复合粉末质量的6％比例混合，采用筛网进行造粒，随后压制成胚，压制成型的压强为70MPa。将WC-Ni-Cr复合粉体压胚放入真空烧结炉中进行烧结成型，炉温从室温以2℃/min的速度升到200℃，保温0.5h，再以3℃/min的速度升至470℃，保温1.5h，再以6℃/min的速度升至900℃，保温30min，之后以8℃/min的速度升至1250℃，保温30min，最终以3℃/min升至1450℃，保温1h，再冷却降至室温。结束后，关闭电源并冷却至室温取出样品即得WC-Ni-Cr复合材料硬质合金。
随后采用由西安华银仪器设备有限公司生产的数显式洛氏硬度计，洛氏硬度计按照GB/T3849.1—2015标准测定硬质合金的洛氏硬度；利用排水法照阿基米德原理仪按GB/T3850—2015标准测试进行计算得出硬质合金的密度；采用摆锤式冲击试验机按照GB/T1817—2017测定硬质合金的抗冲击韧性；利用电子万能试验机按照GB/T3851—2015测试结果结合三点测试抗弯公式换算得到硬质合金的抗弯强度；耐腐蚀测试则是通过Chi660e型电化学工作站，采用三电极测试体系测定合金的腐蚀速率。以饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，铂电极为辅助电极，合金试样为工作电极，动电位极化曲线测试的扫描速率为1mV/s，通过Chi660e电化学工作站自带的分析软件测试其腐蚀速率。其测试结果见表2。
表2硬质合金测试结果
Figure BDA0002509155440000061
实施例2
各原料配比如表3所示
表3原料配比表
Figure BDA0002509155440000062
Figure BDA0002509155440000071
平均粒度约为10～14μm，纯度为99.9％的碳化钨粉末，置于500mL氢氟酸-硝酸混合水溶液中在机械搅拌条件下进行粗化处理，其中，氢氟酸浓度为30mL/L，硝酸浓度为30mL/L，搅拌时间为30min，转速为120r/min，搅拌完再浸泡30min后将粉体用抽滤机过滤并用去离子水洗涤2次后放入烘干箱在60℃下烘干。
按质量百分比Ta为0.6％，Ni为10.1％，WC为89.3％，将0.45g TaC和34.67g Ni(NO3)2·6H2O溶解于230ml的甲醇里，充分搅拌。待完全溶解后，将TEA与Ni以0.5：1的摩尔比加入搅拌形成络合物溶液，多次粗化后共62.58g的WC粉加入上述溶液中，同时在温度为70℃下用机械搅拌的方式持续搅拌混合均匀，转速为150r/min，搅拌时间为40min混合，直到甲醇蒸发至样品呈粘稠状胶体为止停止搅拌后再将混合溶液静置30分钟。并在真空干燥箱中烘干干燥后即得混合物Ni盐前躯体。将前驱体在N2气氛中700℃下锻烧，升温速度为10℃/min，温度升至700℃并在此温度下持续煅烧4h，关闭电源于空气中冷却，得到WC-Ni-Ta复合粉。将得到的复合粉末与成形剂SD-E成型剂按照复合粉末质量的6％比例混合，采用筛网进行造粒。随后压制成胚，所述压制成型的压强为70MPa。将WC-Ni-Ta复合粉体压胚放入真空烧结炉中进行烧结成型，炉温从室温以2℃/min的速度升到200℃，保温0.5h，再以3℃/min的速度升至470℃，保温1.5h，再以6℃/min的速度升至900℃，保温30min，之后以8℃/min的速度升至1250℃，保温30min，最终以3℃/min升至1450℃，保温1h，再冷却降至室温。结束后，关闭电源并冷却至室温取出样品即得WC-Ni-Ta复合材料硬质合金。
随后采用由西安华银仪器设备有限公司生产的数显式洛氏硬度计，洛氏硬度计按照GB/T3849.1—2015标准测定硬质合金的洛氏硬度；利用排水法照阿基米德原理仪按GB/T3850—2015标准测试进行计算得出硬质合金的密度；采用摆锤式冲击试验机按照GB/T1817—2017测定硬质合金的抗冲击韧性；利用电子万能试验机按照GB/T3851—2015测试结果结合三点测试抗弯公式换算得到硬质合金的抗弯强度；耐腐蚀测试则是通过Chi660e型电化学工作站，采用三电极测试体系测定合金的腐蚀速率。以饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，铂电极为辅助电极，合金试样为工作电极，动电位极化曲线测试的扫描速率为1mV/s，通过Chi660e电化学工作站自带的分析软件测试其腐蚀速率。其测试结果见表2。
表4硬质合金测试结果
Figure BDA0002509155440000081
传统超细硬质合金往往能得到很高的洛氏硬度，但是其抗弯和抗冲击性能较差，而本发明实施例制备的合金能在降低少许的洛氏硬度下大幅增加抗弯强度和抗冲击性能，与标准GB/T18376.2—2014相比较能满足在矿山、地质开采过程中的硬度、强度等性能要求可用于制备矿用工具、盾构刀具。由于添加了Cr/Ta，硬质合金在腐蚀过程中合金表面形成氧化物层，该氧化物层被认为是一个真正的钝化层，能显著降低硬质合金粘结相的腐蚀速率，从而显著提高合金的抗腐蚀性能，本发明实施例的耐腐蚀性能明显优于传统的WC-6Co硬质合金，有望在海洋船舶领域获得应用。
实施例3
实施例3的组成和制备与实施例1相同，不同之处在于：
按质量百分比：Ni：8％，Cr：0.2％，余量为WC；氢氟酸(HF)浓度为20mL/L，硝酸浓度为(HNO3)20mL/L，粗化时均匀搅拌20min，用去离子水洗涤4次；TEA和Ni的摩尔比为1:1；
步骤(2)中将步骤(1)预处理过的WC粉体加入络合溶液中均匀搅拌，用机械搅拌的方式混合均匀，转速为150r/min，搅拌时间为40min；停止搅拌后再将混合溶液静置30分钟。Ni盐前驱体，在N2气中500℃下锻烧4h得到WC-Ni-Cr复合粉，锻烧完成后随炉冷却；步骤(4)压制成胚的压强为20MPa。步骤(5)烧结工艺为从室温以4℃/min的速度升到240℃，保温1h，再以4℃/min的速度升至500℃，保温2h，再以8℃/min的速度升至950℃，保温60min，之后以10℃/min的速度升至1300℃，保温60min，最终以3℃/min升至1450℃，保温1h，再冷却降至室温。
实施例4
实施例4的组成和制备与实施例1相同，不同之处在于：
按质量百分比：Ni：12％，Cr：1％，余量为WC；氢氟酸(HF)浓度40mL/L，硝酸浓度(HNO3)40mL/L，粗化时均匀搅拌40min，用去离子水洗涤3次；TEA和Ni的摩尔比为0.8:1；
步骤(2)中将步骤(1)预处理过的WC粉体加入络合溶液中均匀搅拌，用机械搅拌的方式混合均匀，转速为180r/min，搅拌时间为20min；停止搅拌后再将混合溶液静置40分钟。Ni盐前驱体，在N2气中600℃下锻烧4h得到WC-Ni-Cr复合粉，锻烧完成后随炉冷却；步骤(4)压制成胚的压强为150MPa。
实施例5
采用实施例1制备的WC-Ni-Cr复合材料硬质合金，并将合金用于木地铁盾构掘进工程中。
表5为某地铁盾构掘进工程中所用盾构机的刀盘C辐条刀具磨损情况统计表，从表5中可看出应用新型合金的刀具磨损系数明显低于原刀具(以WC为主，其中含11wt％的Co)，且磨损系数最高降低了近27％。这说明应用新型合金刀具的耐磨性能比原刀具的耐磨性能更为优越，也证明了新型盾构刀具材料及制备工艺的可行性和优越性。
表5某地铁盾构掘进工程中所用盾构机刀盘B辐条刮刀刀具磨损情况统计表
Figure BDA0002509155440000091

Claims (10)

1.一种WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金，其特征在于，主要由以下组分按重量百分比组成：
Ni：8％～12％，Cr或者Ta：0.2％～1％，余量为WC。
2.根据权利要求1所述的铬镍基粗晶硬质合金，其特征在于，所述WC粉体的费氏粒度大于6μm，纯度为99.9％。
3.一种权利要求1所述的铬镍基硬质合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)碳化钨粉体表面预处理：配制粗化液，将WC粉体倒入粗化液中，均匀搅拌，充分分散并粗化，之后过滤出粉体，洗涤后烘干；
(2)化学包覆法制备复合粉末前驱体：将Ni(NO3)2·6H2O和Cr3C2或者TaC溶于CH3OH中，加入TEA形成络合溶液，将步骤(1)预处理过的WC粉体加入络合溶液中均匀搅拌；干燥后得到Ni盐前驱体，将前驱体锻烧得到WC-Ni-Cr/Ta复合粉末，锻烧完成后随炉冷却；
(3)参胶步骤：将步骤(2)制得的复合粉末与成型剂混合，进行造粒；
(4)压制步骤：将步骤(3)造粒制得的球粒压制成胚得到WC-Ni-Cr/Ta复合粉体压胚；
(5)WC-Ni-Cr/Ta复合材料的烧结：将步骤(4)得到的WC-Ni-Cr/Ta复合粉体压胚放入进行烧结成型，结束后，冷却至室温，取出样品即得WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金。
4.根据权利要求3所述的制备方法。其特征在于，步骤(1)所述的粗化液各组分浓度如下：氢氟酸(HF)20～40mL/L，硝酸(HNO3)20～40mL/L；优选其一次粗化WC粉体的粗化液的体积为500mL，均匀搅拌20～40min，用去离子水洗涤2～4次。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的TEA和Ni的摩尔比为0.5～1:1。
6.根据权利要求3所述的制备方法。其特征在于，步骤(2)所述的将步骤(1)预处理过的WC粉体加入络合溶液中，在温度为70℃下用机械搅拌的方式持续搅拌混合均匀，转速为150～180r/min，搅拌时间为20-40min；停止搅拌后再将混合溶液静置30-40分钟，并在真空干燥箱中烘干得到混合物前驱体粉末为Ni盐前驱体。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的Ni盐前驱体，在N2气中500～700℃下持续锻烧4h得到WC-Ni-Cr/Ta复合粉，锻烧完成后随炉冷却。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的压制成胚的压强为20-150MPa。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的烧结工艺为从室温以2～4℃/min的速度升到200～240℃，保温0.5h～1h，再以3～4℃/min的速度升至470～500℃，保温1.5h～2h，再以6～8℃/min的速度升至900～950℃，保温30～60min，之后以8～10℃/min的速度升至1250～1300℃，保温30～60min，最终以3℃/min升至1450℃，保温1h，再冷却降至室温。
10.一种权利要求1所述的WC-Ni-Cr/Ta复合材料硬质合金在制备海洋船舶、矿用工具、盾构刀具中的应用。
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