CN113430443A - 一种超细wc硬质合金的制备方法 - Google Patents

一种超细wc硬质合金的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113430443A
CN113430443A CN202110675545.2A CN202110675545A CN113430443A CN 113430443 A CN113430443 A CN 113430443A CN 202110675545 A CN202110675545 A CN 202110675545A CN 113430443 A CN113430443 A CN 113430443A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
hard alloy
alloy
superfine
hae
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110675545.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113430443B (zh
Inventor
刘超
叶坤雄
范超颖
文晓
蔡晓康
林乐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Tungsten Co Ltd
Xiamen Golden Egret Special Alloy Co Ltd
Original Assignee
Xiamen Tungsten Co Ltd
Xiamen Golden Egret Special Alloy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Tungsten Co Ltd, Xiamen Golden Egret Special Alloy Co Ltd filed Critical Xiamen Tungsten Co Ltd
Priority to CN202110675545.2A priority Critical patent/CN113430443B/zh
Publication of CN113430443A publication Critical patent/CN113430443A/zh
Priority to TW111107197A priority patent/TWI790133B/zh
Priority to KR1020237009218A priority patent/KR20230051574A/ko
Priority to PCT/CN2022/088958 priority patent/WO2022262421A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113430443B publication Critical patent/CN113430443B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/005—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides comprising a particular metallic binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/067—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds comprising a particular metallic binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/044—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by jet milling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种分子式为WC‑T‑HAE的超细WC硬质合金的制备方法，其中T为碳化物、氧化物或硼化物中的至少一种，HAE为高熵合金；将高熵合金的原料进行熔炼和铸造，制得高熵合金铸锭；在惰性气氛保护下，采用机械破碎方式将高熵合金铸锭破碎，获得高熵合金粗粉末；将亚微米WC粉末、T粉末及所述高熵合金粗粉末按照超细WC硬质合金成分比例加入到气流磨制粉机中，在惰性气氛下进行气流磨粉碎，去除分级步骤，使原来被分离出来的1μm以下粉末混合在粉碎粉中，得到混合细粉，然后压制成形、烧结。本发明能够解决超细WC硬质合金制备过程氧含量过高问题，提高超细WC硬质合金的加工性能，能够通过加工达到光学级表面要求。

Description

一种超细WC硬质合金的制备方法
技术领域
本发明涉及一种WC基硬质合金的制备方法，特别涉及无Co、Ni粘结相的超细WC硬质合金的制备方法。
背景技术
无Co、Ni粘结相硬质合金与传统的WC-Co硬质合金相比有着更高的硬度，弹性模量，同时耐腐蚀性和耐磨性也有着大幅的提高，被逐步运用在精密光学模具，喷砂嘴，核工业密封件等要求高精度，高硬度，高弹性模量，高耐腐蚀性的领域。
中国发明专利申请CN1827817A公开了一种高熵合金粘结剂与复合碳化物烧结的硬质合金及其制作方法，称取复合碳化物和粘结相的金属粉末在球磨筒内进行混合，接着把球磨筒放入球磨机内进行至少10小时的高能球磨，然后向球磨筒中添加1-2wt％的石蜡作为润湿剂和粘结剂，再进行至少5小时的低能球磨，卸料与干燥后压制成圆胚，然后是脱酯和烧结，最后制得成品，但该方法并不适用于无Co、Ni粘结相超细碳化钨硬质合金的制备。
目前无Co、Ni粘结相超细WC硬质合金的制备方法一种是首先通过高能球磨方法制备亚微米WC粉体，提高粉体表面能，然后通过放电等离子烧结技术制备无粘结相超细WC硬质合金，这种制备方法在制备过程中容易引入杂质，另外亚微米WC粉体极易吸附氧，导致氧含量过高，在烧结过程中易与游离碳反应生成缺碳相，影响烧结试样加工性能。
发明内容
本发明的目的提供一种WC基硬质合金的制备方法，能够克服超细WC硬质合金制备过程氧含量过高问题，提高超细WC硬质合金的加工性能，能够通过加工达到光学级表面要求。
本发明提供的技术方案如下：
一种超细WC硬质合金的制备方法，所述超细WC硬质合金的分子式为WC-T-HAE，其中T为碳化物、氧化物或硼化物中的至少一种，所述T中包含B元素，HAE为高熵合金；所述HAE选自Al、Nb、Ti、Zr、Ge、Si、V、Ta、Cr、Mn、Ce、Mo、W、Hf元素中的至少五种；所述T中包含B元素，所述制备方法包括：
步骤a，将所述高熵合金的原料放入真空熔炼炉中进行熔炼，将熔炼所得的熔融液进行铸造，制得高熵合金铸锭；
步骤b，在惰性气氛保护下，采用机械破碎方式将所述高熵合金铸锭破碎，获得高熵合金粗粉末；
步骤c，将亚微米WC粉末、T粉末及所述高熵合金粗粉末按照超细WC硬质合金成分比例加入到气流磨制粉机中，在惰性气氛下进行气流磨粉碎，去除分级步骤，使原来被分离出来的1μm以下粉末混合在粉碎粉中，得到混合细粉；所述超细WC硬质合金成分包括：0.5wt％-5wt％的HAE，35wt％以下的T，0.1wt％-3wt％的B，余量为WC和不可避免的杂质；
步骤d：将所述混合细粉进行压制成形、烧结获得所述的超细WC硬质合金。
本发明通过将高熵合金以合金粉末形式添加，相较于将高熵合金各元素分别以金属单质粉末形式添加，能够有效避免高熵合金部分活性元素的氧化，有利于降低氧含量，通过采用低氧制备工艺，能够避免制备过程中亚微米WC粉体吸附氧，提高超细WC硬质合金加工性能，经加工后，所述超细WC硬质合金的表面粗糙度Ra≤10nm。
另一方面本发明的超细WC硬质合金引入高熵合金并充分发挥B元素的作用，合金体系中HAE与B二者协同发挥作用，使本发明的超细WC硬质合金整体具有优异的强度和韧性，较高的热导率及热稳定性，密度高，能够达到光学模具的要求：热导率≥72W/m·K，密度≥12g·cm-3，硬度HRA≥70，断裂韧性≥10MPa·M1/2，抗弯强度≥1600N·mm-2，氧化增重≤1.16mg·cm-2，加工后表面粗糙度Ra≤10nm。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在推荐的实施方式中，将所述真空感应熔炼炉抽真空至真空度4Pa-9Pa时，向熔炼室内充入氩气使炉内压力至0.03MPa-0.06MPa后进行熔炼。
在推荐的实施方式中，所述机械破碎采用两个颚式破碎机封闭式串连，在惰性气氛保护下，将所述高熵合金铸锭破碎至1mm-3mm的粗粉末。所述的机械破碎方法并不限于颚式破碎机，也可以采用车削和高速粉碎结合的方式或其他粉碎方式。所述惰性气氛可为本领域常规的含有惰性气体或氮气的气氛。
在推荐的实施方式中，所述气流磨制粉机的粉碎室压力为5MPa-11MPa，分选轮转速为3500rpm-4300rpm。
在推荐的实施方式中，所述WC粉末的平均粒径为0.2μm-0.8μm，所述T粉末的平均粒径为0.5μm-1μm。
在推荐的实施方式中，所述去除分级步骤是在所述气流磨制粉机的旋风分离器内增设一通过管道与所述气流磨制粉机的压缩机相连通的过滤器，并将过滤器设置为能够阻挡超细粉通过，从而使得1μm以下粉末在旋风分离器内不被分离出来，混合在粉碎粉中。
在推荐的实施方式中，在所述步骤d中，将压制成形的坯体置于放电等离子烧结炉中并抽真空，调节烧结压力至35MPa-60MPa，升温至750-800℃，保温1min-2min，继续升温至1500℃-1700℃，保温5min-30min。
在推荐的实施方式中，所述HAE的熔点为1850℃以下。
在推荐的实施方式中，所述T为Al4C3、HfC、TiC、Cr3C2、VC、ZrC、NbC、TaC、SiC、Mn3C、MoC、CuC、Mg2C3、W2C、CeO2、La2O3、MgO、ZrO2、Al2O3、ZrB2、CrB2、TiB2或MnB2中的至少两种；
在推荐的实施方式中，优选的B以过渡金属硼化物形式存在，如ZrB2、CrB2、TiB2或MnB2。
在推荐的实施方式中，所述高熵合金HAE选自分子式为Al0.4Hf0.6NbTaTiZr、AlMo0.5NbTa0.5TiZr、AlNbTaTiV、AlNb1.5Ta0.5Ti1.5Zr0.5、AlCr2Mo2Nb2Ti2Zr、HfMoNbTiZr、HfNbTaTiZr、HfNbTiVZr、CrNbTiVZr、CrMo0.5NbTa0.5TiZr、TiZrHfNbCr、TiNbMoTaW、TiVNbMoTaW、HfMoTaTiZr或HfMoNbTaTiZr中的至少一种。上述分子式中包含一个原子半径稍大的金属元素和原子半径接近的其余元素，有益于在HAE形成中，其中原子半径稍大的金属元素进入晶格中，促进晶格发生畸变，从面心立方相向体心立方相转变；选择的元素在烧结过程中，原子间更易结合，形成有序固溶体；同时选择的HAE更有益于提升WC基硬质合金的热导率及热稳定性。
需要说明的是，本发明中公布的所有数值范围包括这个范围内的所有点值。
烧结体中的氧含量评价过程：烧结体中的氧含量使用日本HORIBA公司的EMGA-620W型氧氮分析仪进行检测。
硬度测试：参照GB/T 7997-2014《硬质合金维氏硬度试验方法》。
抗弯强度、压缩强度：采用CMT5305微机控制万能试验机进行测定，参照GB/T3851-2015《硬质合金横向断裂强度测定方法》，GB/T 23370-2009《硬质合金压缩试验方法》。
韧性测试：参照GB/T 33819-2017《硬质合金巴氏韧性试验》。
热导率：采用德国耐驰LFA457型激光导热仪，参照标准GB/T 22588-2008。
密度：美国麦克AccuPyc II 1340真密度分析仪进行测定。
抗氧化性：参照GB/T 13303-1991《钢的抗氧化性能测定方法》。
表面粗糙度：采用影致留形方法进行测定，参照GB/T 15056-2017《铸造表面粗糙度评定方法》。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
实施例一的超细WC硬质合金的制备方法包括如下步骤：
(1)真空熔炼
按照高熵合金HAE分子式AlNb1.5Ta0.5Ti1.5Zr0.5准备构成HAE的五种金属单质粉体(Al、Nb、Ta、Ti、Zr)，将五种金属单质粉体放入真空感应熔炼炉中，抽真空至真空度5Pa时，向熔炼室内充入氩气使炉内压力至0.05MPa后进行熔炼和浇注，获得高熵合金铸锭。
(2)粗破碎
在惰性气氛保护下，采用两个颚式破碎机封闭式串连，在高纯氮气(99.99％)保护下，将所述高熵合金铸锭破碎至1mm-3mm的粗粉末，获得高熵合金粗粉末。
(3)细破碎及混合
将平均粒径为0.8μm WC粉末、平均粒径为0.5μm T粉末及所述高熵合金粗粉末按照表1的超细WC硬质合金成分比例加入到气流磨制粉机中，在氮气气氛下，在粉碎室压力为10MPa、分选轮转速为3500rpm条件下，进行气流磨粉碎，在所述气流磨制粉机的旋风分离器内增设一通过管道与气流磨制粉机的压缩机相连通的过滤器，并将过滤器设置为能够阻挡超细粉通过，从而使得1μm以下粉末在旋风分离器内不被分离出来，得到混合细粉。
(4)压制
将所述混合细粉经180MPa压力压制，保压时间120s，得到生坯。
(5)烧结
将生坯置于放电等离子烧结炉中并抽真空，调节烧结压力至50MPa，升温至800℃，保温1min，继续升温至1500℃，保温10min，冷却后得到超细WC硬质合金，并采用纳米级别金刚石研磨膏进行表面抛光处理。
表1实施例和对比例成分配比
Figure BDA0003120869960000061
各实施例和对比例的硬质合金进行性能测试，结果如表2所示。
表2实施例和对比例性能测定
Figure BDA0003120869960000062
在上述实施例1-7中，超细WC基硬质合金成分配合低氧制备工艺，各实施例中合金的热导率≥72W/m·K，密度≥12g·cm-3，硬度≥70，断裂韧性≥10MPa·M1/2，抗弯强度≥1600N·mm-2，氧化增重≤1.16mg·cm-2，合金的氧含量均小于50ppm，各实施例的硬质合金抛光后的表面粗糙度Ra≤10nm，均符合用于制造光学镜片的合金模具的要求。
在实施例1-7中，在HAE添加量0.5wt％-5wt％且B添加量0.1wt％-3wt％时，添加的HAE增加，合金的硬度、抗弯强度有所下降，与之相对的导热率、断裂韧性有所提升，同时氧化增重略微增加，即抗氧化性略有下降；而且添加其他元素如Ta、Al等，可以适当增强的合金强度，如硬度、抗弯强度有所增加。
相较于实施例1，对比例1由于HAE高于5wt％，导致合金硬度低于70，氧化增重高于1.16mg·cm-2，其制得合金抛光后的表面粗糙度Ra高于10nm，显然不符合用于光学镜片的合金模具的要求。
相较于实施例4，对比例2由于B高于3wt％，导致合金的断裂韧性小于10MPa·M1/2，氧化增重大于1.16mg·cm-2，其合金抛光后的表面粗糙度Ra高于10nm，显然不符合用于光学镜片的合金模具的要求。
相较于添加5wt％HAE的实施例1，对比例3中不添加HAE，导致合金断裂韧性低于10MPa·M1/2，而且氧化增重明显高于1.16mg·cm-2，其合金抛光后的表面粗糙度Ra明显高于10nm，显然不符合用于光学镜片的合金模具的要求；
相较于实施例1，对比例4中不添加B，导致合金的硬度低于70，同时氧化增重高于1.16mg·cm-2，其合金抛光后的表面粗糙度Ra高于10nm，显然也不符合用于光学镜片的合金模具的要求。
实施例二
实施例8-12组成的超细WC硬质合金的制备与实施例1不同之处在于，原料中的HAE粉体分子式构成不完全相同，在超细WC基硬质合金中的构成如表3所示。
表3实施例硬质合金中HAE构成
序号 硬质合金中HAE构成
实施例8 Al<sub>0.4</sub>Hf<sub>0.6</sub>NbTaTiZr
实施例9 HfNbTaTiZr
实施例10 TiVNbMoTaW
实施例11 CrMo<sub>0.5</sub>NbTa<sub>0.5</sub>TiZr
实施例12 AlCr<sub>2</sub>Mo<sub>2</sub>Nb<sub>2</sub>Ti<sub>2</sub>Zr
各实施例的硬质合金进行性能测试，结果如表4所示。
表4实施例性能测定
Figure BDA0003120869960000081
在实施例8-12中，超细WC基硬质合金成分与低氧制备工艺配合，各实施例合金的氧含量均小于50ppm，各合金的热导率、密度、硬度、断裂韧性、抗弯强度及氧化增重均符合用于光学镜片的合金模具的要求：热导率≥72W/m·K，密度≥12g·cm-3，硬度HRA≥70，断裂韧性≥10MPa·M1/2，抗弯强度≥1600N·mm-2，氧化增重≤1.16mg·cm-2。
对比例一
对比例一的超细WC硬质合金的制备方法包括如下步骤：
(1)原料准备
平均粒径0.8μm的WC粉；构成HAE的五种金属单质粉体(Al、Nb、Ta、Ti、Zr)，粒径均为0.5μm；由碳化硼、碳化钛、碳化钽或氧化铝构成的粒径为0.5μm的陶瓷粉体T。
表5对比例成分配比
Figure BDA0003120869960000082
(2)球磨
a.高能球磨构成HAE的单质粉体，球料比15:1，转速400r/min，球磨介质为硬质合金球，时间24h，得到HAE合金粉末；
b.加入WC粉和所述陶瓷粉体T，球磨，球料比5:1，转速100r/min，时间40h。
(3)压制
经180MPa压力压制，保压时间120s，得到生坯。
(4)烧结
在上述生坯置于烧结炉内，真空度高于10Pa的条件下，于1600℃温度，60MPa烧结压力进行放电等离子体烧结30min，冷却后得到WC基硬质合金。
各实施例和对比例的硬质合金进行性能测试，结果如表6所示。
表6对比例性能测定
Figure BDA0003120869960000091
相较于实施例1，对比例5由于制备过程没有惰性气体保护而容易引入过多氧，在烧结过程中易与游离碳反应生成缺碳相，合金的氧含量突增超过100ppm，导致最终合金硬度、氧化增重及加工后的表面粗糙度都没有达到光学镜片模具的要求；
相较于实施例2，对比例6由于制备过程没有惰性气体保护而容易引入过多氧，在烧结过程中易与游离碳反应生成缺碳相，合金的氧含量突增超过100ppm，导致最终合金氧化增重及表面粗糙度都没有达到光学镜片模具的要求。
实施例三
将实施例1、4、9、10、12和对比例1-6得到的超细WC基硬质合金，应用于加工聚碳酸酯光学玻璃用模具，在模具表面镀膜后，采用镀膜后模具压制成形光学镜片，将光学镜片置于光源前四方形孔之前3公分偏下，稍微倾斜镜片进行检验，光源采用20W的日光灯或100W的灯泡，要求检测环境前、上、下、左、右均为黑色之不反光物，采用放大镜(4倍)检查#60或#60以下之伤痕：
采用实施例1、4、9、10、12的超细WC硬质合金材质的模具制得的光学玻璃外观良好；
采用对比例1-6的材质的模具制得的光学镜片外观点子不良，不合格。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的几种具体的实施方式，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，所述超细WC硬质合金的分子式为WC-T-HAE，其中T为碳化物、氧化物或硼化物中的至少一种，所述T中包含B元素，HAE为高熵合金；所述HAE选自Al、Nb、Ti、Zr、Ge、Si、V、Ta、Cr、Mn、Ce、Mo、W、Hf元素中的至少五种；所述T中包含B元素，所述制备方法包括：
步骤a，将所述高熵合金的原料放入真空熔炼炉中进行熔炼，将熔炼所得的熔融液进行铸造，制得高熵合金铸锭；
步骤b，在惰性气氛保护下，采用机械破碎方式将所述高熵合金铸锭破碎，获得高熵合金粗粉末；
步骤c，将亚微米WC粉末、T粉末及所述高熵合金粗粉末按照超细WC硬质合金成分比例加入到气流磨制粉机中，在惰性气氛下进行气流磨粉碎，去除分级步骤，使原来被分离出来的1μm以下粉末混合在粉碎粉中，得到混合细粉；所述超细WC硬质合金成分包括：0.5wt％-5wt％的HAE，35wt％以下的T，0.1wt％-3wt％的B，余量为WC和不可避免的杂质；步骤d：将所述混合细粉进行压制成形、烧结获得所述的超细WC硬质合金。
2.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在步骤a中，将所述真空感应熔炼炉抽真空至真空度4Pa-9Pa时，向熔炼室内充入氩气使炉内压力至0.03MPa-0.06MPa后进行熔炼。
3.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述机械破碎采用两个颚式破碎机封闭式串连，在惰性气氛保护下，将所述高熵合金铸锭破碎至1mm-3mm的粗粉末。
4.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在步骤c中，所述气流磨制粉机的粉碎室压力为5MPa-11MPa，分选轮转速为3500rpm-4300rpm。
5.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在步骤c中，所述亚微米WC粉末的平均粒径为0.2μm-0.8μm，所述T粉末的平均粒径为0.5μm-1μm。
6.根据权利要求5所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在步骤c中，所述去除分级步骤是在所述气流磨制粉机的旋风分离器内增设一通过管道与所述气流磨制粉机的压缩机相连通的过滤器，并将过滤器设置为能够阻挡超细粉通过，从而使得1μm以下粉末在旋风分离器内不被分离出来，混合在粉碎粉中。
7.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在所述步骤d中，将压制成形的坯体置于放电等离子烧结炉中并抽真空，调节烧结压力至35MPa-60MPa，升温至750-800℃，保温1min-2min，继续升温至1500℃-1700℃，保温5min-30min。
8.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，所述HAE的熔点为1850℃以下。
9.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，所述T为Al4C3、HfC、TiC、Cr3C2、VC、ZrC、NbC、TaC、SiC、Mn3C、MoC、CuC、Mg2C3、W2C、CeO2、La2O3、MgO、ZrO2、Al2O3、ZrB2、CrB2、TiB2或MnB2中的至少两种；所述B以过渡金属硼化物形式存在。
10.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金制备方法，其特征在于，所述高熵合金HAE选自分子式为Al0.4Hf0.6NbTaTiZr、AlMo0.5NbTa0.5TiZr、AlNbTaTiV、AlNb1.5Ta0.5Ti1.5Zr0.5、AlCr2Mo2Nb2Ti2Zr、HfMoNbTiZr、HfNbTaTiZr、HfNbTiVZr、CrNbTiVZr、CrMo0.5NbTa0.5TiZr、TiZrHfNbCr、TiNbMoTaW、TiVNbMoTaW、HfMoTaTiZr或HfMoNbTaTiZr中的至少一种。
CN202110675545.2A 2021-06-18 2021-06-18 一种超细wc硬质合金的制备方法 Active CN113430443B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110675545.2A CN113430443B (zh) 2021-06-18 2021-06-18 一种超细wc硬质合金的制备方法
TW111107197A TWI790133B (zh) 2021-06-18 2022-02-25 一種超細wc硬質合金的製備方法
KR1020237009218A KR20230051574A (ko) 2021-06-18 2022-04-25 초미세 wc 경질 합금의 제조 방법
PCT/CN2022/088958 WO2022262421A1 (zh) 2021-06-18 2022-04-25 一种超细wc硬质合金的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110675545.2A CN113430443B (zh) 2021-06-18 2021-06-18 一种超细wc硬质合金的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113430443A true CN113430443A (zh) 2021-09-24
CN113430443B CN113430443B (zh) 2022-06-10

Family

ID=77756395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110675545.2A Active CN113430443B (zh) 2021-06-18 2021-06-18 一种超细wc硬质合金的制备方法

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20230051574A (zh)
CN (1) CN113430443B (zh)
TW (1) TWI790133B (zh)
WO (1) WO2022262421A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115433011A (zh) * 2022-10-10 2022-12-06 北方民族大学 一种高熵碳化物(VNbTaMoW)C5-SiC复相陶瓷
WO2022262421A1 (zh) * 2021-06-18 2022-12-22 厦门钨业股份有限公司 一种超细wc硬质合金的制备方法
WO2022262420A1 (zh) * 2021-06-18 2022-12-22 厦门钨业股份有限公司 一种wc基硬质合金及其应用
CN115627402A (zh) * 2022-07-14 2023-01-20 河源正信硬质合金有限公司 一种复相共强化硬质合金及其制备方法
CN115846668A (zh) * 2022-11-04 2023-03-28 安徽尚欣晶工新材料科技有限公司 一种光学模具用硬质合金材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1827817A (zh) * 2006-04-14 2006-09-06 韶关学院 高熵合金粘结剂与复合碳化物烧结的硬质合金及其制作方法
CN102560215A (zh) * 2012-02-17 2012-07-11 中南大学 一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金及制备方法
KR20190135318A (ko) * 2018-05-28 2019-12-06 부산대학교 산학협력단 크롬을 유효성분으로 포함하는 합금의 용접방법
CN111940723A (zh) * 2020-08-30 2020-11-17 中南大学 一种用于3d打印的纳米陶瓷金属复合粉末及应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108060322B (zh) * 2017-12-07 2020-04-24 中南大学 硬质高熵合金复合材料的制备方法
CN108823478B (zh) * 2018-06-14 2020-04-14 湖南金锐美新材料有限公司 超细高熵合金粘结相金属陶瓷及其制备方法
CN109252081B (zh) * 2018-10-31 2020-09-22 华南理工大学 一种高熵合金粘结相超细碳化钨硬质合金及其制备方法
CN111235453B (zh) * 2020-03-23 2021-06-15 郑州轻工业大学 一种表面具有高熵合金层的硬质合金及其制备方法
CN111961940B (zh) * 2020-08-20 2021-09-21 四川轻化工大学 一种含有高熵陶瓷相的wc基硬质合金及其制备方法
CN113462947B (zh) * 2021-06-18 2022-06-03 厦门钨业股份有限公司 一种wc基硬质合金及其应用
CN113430443B (zh) * 2021-06-18 2022-06-10 厦门钨业股份有限公司 一种超细wc硬质合金的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1827817A (zh) * 2006-04-14 2006-09-06 韶关学院 高熵合金粘结剂与复合碳化物烧结的硬质合金及其制作方法
CN102560215A (zh) * 2012-02-17 2012-07-11 中南大学 一种Ni3Al粘结的超细晶碳化钨基硬质合金及制备方法
KR20190135318A (ko) * 2018-05-28 2019-12-06 부산대학교 산학협력단 크롬을 유효성분으로 포함하는 합금의 용접방법
CN111940723A (zh) * 2020-08-30 2020-11-17 中南大学 一种用于3d打印的纳米陶瓷金属复合粉末及应用

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022262421A1 (zh) * 2021-06-18 2022-12-22 厦门钨业股份有限公司 一种超细wc硬质合金的制备方法
WO2022262420A1 (zh) * 2021-06-18 2022-12-22 厦门钨业股份有限公司 一种wc基硬质合金及其应用
CN115627402A (zh) * 2022-07-14 2023-01-20 河源正信硬质合金有限公司 一种复相共强化硬质合金及其制备方法
CN115433011A (zh) * 2022-10-10 2022-12-06 北方民族大学 一种高熵碳化物(VNbTaMoW)C5-SiC复相陶瓷
CN115433011B (zh) * 2022-10-10 2023-08-18 北方民族大学 一种高熵碳化物(VNbTaMoW)C5-SiC复相陶瓷
CN115846668A (zh) * 2022-11-04 2023-03-28 安徽尚欣晶工新材料科技有限公司 一种光学模具用硬质合金材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022262421A1 (zh) 2022-12-22
CN113430443B (zh) 2022-06-10
TW202300672A (zh) 2023-01-01
TWI790133B (zh) 2023-01-11
KR20230051574A (ko) 2023-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113430443B (zh) 一种超细wc硬质合金的制备方法
CN108060322B (zh) 硬质高熵合金复合材料的制备方法
WO2020155283A1 (zh) 一种高熵合金硼化物陶瓷及其制备方法和应用
CN109371307A (zh) 一种以高熵合金粉末为粘结剂的wc基硬质合金的制备方法
CN108421985B (zh) 一种制备氧化物弥散强化中熵合金的方法
US3565643A (en) Alumina - metalline compositions bonded with aluminide and titanide intermetallics
CN112647009A (zh) 一种高强度高耐磨性中熵合金及其制备方法
ES2535752T3 (es) Método para producir un cuerpo compuesto sinterizado
CN113337746B (zh) 一种碳化物增强高熵合金复合材料的制备方法
EP4357473A1 (en) Wc-based hard alloy and application thereof
CN100390312C (zh) 高性能超细晶WC-10wt.%Co硬质合金的制备方法
JP6768575B2 (ja) タングステンシリサイドターゲット及びその製造方法
CN112111684B (zh) 3D打印三元硼化物Mo2NiB2合金粉末及其生产工艺
CN110606745A (zh) 一种无金属粘结相碳化钨硬质合金复合材料及其制备方法
CN109439990A (zh) 一种高致密度高含量钼铌合金靶材的制备工艺
CN111411249B (zh) VNbMoTaW高熵合金的制备方法
Xiong et al. Synthesis and properties of bulk nanocrystalline Mg2Si through ball-milling and reactive hot-pressing
CN113201676A (zh) 一种高温抗氧化性的低粘结相金属陶瓷的制备方法
US3542529A (en) Metal bonded alumina-carbide compositions
CN111842906A (zh) 一种添加纳米立方氮化硼的金属陶瓷刀具材料制备方法
WO2020166380A1 (ja) スパッタリングターゲット材
CN115725885B (zh) 一种模具用梯度yg硬质合金材料及制备方法
CN115141021B (zh) 一种改性二硅化钼材料及其制备方法
IL31047A (en) Metal bonded alumina-carbide compositions
Munitz et al. Mechanical properties of hot isostatically pressed nanograin iron and iron alloy powders

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant