TWI790132B - 一種wc基硬質合金及其應用 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種WC基硬質合金，其分子式為T-WC-HAE，其中T為碳化物、氧化物或硼化物中的至少一種，HAE為高熵合金；所述HAE選自Al、Cu、Nb、Ti、Zr、Ge、Si、V、Ta、Cr、Mn、Ce、Mo、W、Hf元素中的至少五種；所述T中包含B元素；所述WC基硬質合金中HAE的含量為0.5wt%-5wt%，所述T的含量為35wt%以下，其餘為WC和不可避免的雜質；所述B的含量為0.1wt%-3wt%；所述HAE的熔點為1850℃以下；所述HAE中各元素間的原子比按能譜儀的測定介於0.33-1。該新型合金體系的WC基硬質合金，具有優異的強度和韌性，較高的熱導率及熱穩定性，密度高，能夠通過加工達到光學級表面要求。

Description

一種WC基硬質合金及其應用
本發明涉及硬質合金，特別涉及WC基硬質合金。
硬質合金具有硬度高、耐磨性好、耐腐蝕、熱膨脹係數小等優點，廣泛應用於光學玻璃成型、金屬拉伸等製造的精密模具和耐磨、耐腐蝕零件。硬質合金模具不僅壽命長，是鋼質模具的十幾倍甚至上百倍，而且製品表面品質非常高，製造出的玻璃透鏡等零件可以達到光學表面品質要求。但硬質合金作為一種典型的難加工材料，在加工具有光學表面品質的微小棱鏡、球面透鏡等硬質合金模具時，對硬質合金的性能提出了更高要求。
WC基硬質合金是硬脆材料，在傳統切削加工中以脆性斷裂形式去除，如何實現硬質合金的延性切削，讓硬質合金材料以塑性變形的方式被去除，獲得良好的加工表面品質，是當前硬質合金領域內的一大難題。
本發明的目的在於克服現有技術之不足，提供一種新型合金體系的WC基硬質合金，該合金引入高熵合金並充分發揮B元素的作用，使合金整體具有優異的強度和韌性，較高的熱導率及熱穩定性，密度高，能夠通過加工達到光學級表面要求。
本發明提供的技術方案如下：
一種WC基硬質合金，其分子式為T-WC-HAE，其中T為碳化物、氧化物或硼化物中的至少一種，HAE為高熵合金；所述HAE選自Al、Cu、Nb、Ti、Zr、Ge、Si、V、Ta、Cr、Mn、Ce、Mo、W、Hf元素中的至少五種；所述T中包含B元素；所述WC基硬質合金中HAE的含量為0.5wt%-5wt%,所述T的含量為35wt%以下，其餘為WC和不可避免的雜質；所述B的含量為0.1wt%-3wt%；所述HAE中各元素間的原子比按能譜儀（EDS）的測定介於0.33-1。
所述HAE的熔點為1850℃以下；更優選熔點為1700℃以下。
發明人長期研究發現，通過五種以上特定元素的選取搭配形成的HAE，並非為提升WC基硬質合金的硬度，而是在燒結時增加與WC顆粒的潤濕性，提高韌性，同時一定程度上抑制WC晶粒的異常長大；但WC-HAE體系中難以形成WC與HAE的完全固溶，因而高溫抗氧化性較差，並且燒結過程是成核和生長過程的競爭過程，HAE晶粒易快速長大，形成粗大晶粒，惡化合金力學性能。試驗發現B在合金體系中與HAE能發揮協同作用，B與HAE表面層積的游離金屬元素原位生成金屬硼化物，一方面減少或消除合金體系的晶體缺陷，提高合金相結構的完整性和高溫抗氧化性，另一方面起到對HAE晶粒抑制劑的作用，改善晶粒尺寸。
合金體系中HAE與B二者協同發揮作用，從而使得到的WC基硬質合金在強度、韌性和高溫抗氧化性方面均遠優於傳統WC-Co硬質合金。相比於常規無粘結相硬質合金，如WC-Mo 2C-SiC或WC-TiC-TaC，本發明的WC基硬質合金在硬度上可能沒有優勢，但強韌性的提升非常明顯，並且研究發現HAE的加入更有利於合金熱導率的提升，降低熱膨脹量，從而極大改善高溫加工性能，尤其是對成形精度要求較高的光學模具基材。
在推薦的實施方式中，優選T為Al 4C 3、HfC、TiC、Cr 3C 2、VC、ZrC、NbC、TaC、SiC、Mn 3C、MoC、CuC、Mg 2C 3、W 2C、CeO 2、La 2O 3、MgO、ZrO 2、Al 2O 3、ZrB 2、CrB 2、TiB 2或MnB 2中的至少兩種。
在推薦的實施方式中，優選的B以過渡金屬硼化物形式存在，如ZrB 2、CrB 2、TiB 2或MnB 2。
在推薦的實施方式中，優選的HAE中各元素間的原子比按能譜儀的測定介於0.5-1；所述HAE中各元素的原子半徑最大差值不高於0.33，更優選不高於0.25，最優選不高於0.17。原子比和原子半徑差值在一定程度上決定了高熵合金的構成，並影響其在硬質合金中的固溶體結構特徵，從而影響加工性能。HAE中各元素的原子半徑差值過大，在HAE形成過程中部分金屬原子會被擠出形成游離金屬，從而使合金抗氧化性降低；但並非原子半徑越趨近一致就越好，各元素原子半徑趨於一致，合金中面心立方相相對更多，合金硬度可能稍差，摩擦磨損性能可能也受到影響。
在推薦的實施方式中，優選的HAE選自分子式為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中的至少一種。上述分子式中包含一個原子半徑稍大的金屬元素和原子半徑接近的其餘元素，有益於在HAE形成中，其中原子半徑稍大的金屬元素進入晶格中，促進晶格發生畸變，從面心立方相向體心立方相轉變；選擇的元素在燒結過程中，原子間更易結合，形成有序固溶體；同時選擇的HAE更有益於提升WC基硬質合金的熱導率及熱穩定性。
在推薦的實施方式中，優選的HAE中BCC相固溶體含量在80%以上。HAE整體以BCC相為主更適合WC基硬質合金硬度高的特質，加工時避免裂紋和孔洞的產生。
在推薦的實施方式中，優選的HAE中FCC相固溶體含量在10%以上。HAE含有一定FCC相時，整體材料相對較軟，在加工時，容易發生塑性變形，避免表面產生黏著和細小磨粒，從而改善WC基硬質合金的加工性能。
在推薦的實施方式中，所述WC基硬質合金中B的含量為1.5wt%-3wt%，HAE的含量為2.5wt%-5wt%。試驗發現，B的含量與HAE間存在某種關聯，二者含量在設定範圍外，可能導致硬質合金中存在過多的硼化物或碳化硼等，使燒結困難，韌性下降。
在推薦的實施方式中，所述WC基硬質合金中B的含量為0.1wt%-1.5wt%，HAE的含量為0.5wt%-2.5wt%。試驗發現，B的含量與HAE間存在某種關聯，二者含量在設定範圍外，可能影響HAE形成穩定的相結構或導致硬質合金中的游離金屬含量提高，降低抗氧化性。
在推薦的實施方式中，所述WC基硬質合金的分子式為ZrC-ZrB 2-WC-AlNb1.5Ta0.5Ti1.5Zr0.5。
在推薦的實施方式中，所述WC基硬質合金中T所含有的B，與之結合形成化合物的元素均來源於HAE。這樣構成WC基硬質合金的原料利用率高，顯微組織均勻且具有一定成本優勢。
在推薦的實施方式中，所述WC基硬質合金中WC的平均晶粒度為100nm-400nm；所述WC基硬質合金的密度高；所述WC基硬質合金的常溫熱導率在72W/m•K以上。
本發明中提及的wt%為重量百分比。
需要說明的是，本發明中公佈的所有數值範圍包括這個範圍內的所有點值。
本發明還提供了一種光學玻璃用模具，使用上述WC基硬質合金製成，所述光學玻璃的材質包括二氧化矽、樹脂材料或硒化鋅中的一種。
本發明中所述的樹脂材料，沒有特殊的限制，例如可以是聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚芳硫醚樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂等，還可以包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚雙烯丙基二甘醇碳酸酯等。
本發明的新型合金體系的WC基硬質合金應用於光學玻璃用模具，在加工性能上有優異的表現，光學玻璃模壓成形技術是指在高溫下對模具施加一定壓力從而將模具表面的微透鏡陣列形狀複製到受熱軟化的玻璃表面上，再經退火冷卻固化，得到理想的玻璃微透鏡陣列。本發明的WC基硬質合金較現有的硬質合金有更優異的加工性能：熱導率≥72 W/m•K，密度≥12 g•cm -3，硬度HRA≥70，斷裂韌性≥10 MPa•M 1/2，抗彎強度≥1600 N•mm -2，氧化增重≤1.16 mg•cm -2。猜測是由於HAE的引入，並且在B的協同作用下在WC基硬質合金中實現有效分佈，材料一致性好，內部無瑕疵，加工後表面粗糙度Ra≤10nm；自身導熱率的提升，也使其在高溫加壓和減壓退火時，快速進行熱傳導，模具熱膨脹量極小，模壓前後模具的形變量幾近於0。
以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
XRD：X射線衍射物相分析在德國布魯克的D8 DISCOVER X射線衍射儀上進行。設備技術規格：使用Cu作為輻射源，石墨單色器，操作電壓40kV、電流250mA，自轉靶。掃描速率8°/min，選擇衍射角範圍為2θ＝5-90°。
成分測定：採用電感耦合等離子體發射光譜儀測試非氣體元素雜質成分。
形貌分析：採用掃描電子顯微鏡（SEM）及背散射衍射探頭（EBSD）對硬質合金的晶粒形貌、晶相進行表面觀測觀察、分析。
硬度測試：參照GB/T 7997-2014《硬質合金維氏硬度試驗方法》。
抗彎強度：採用CMT5305 微機控制萬能試驗機進行測定，參照GB/T 3851-2015《硬質合金橫向斷裂強度測定方法》。
韌性測試：參照GB/T 33819-2017《硬質合金巴氏韌性試驗》。
熱導率：採用德國耐馳LFA457型鐳射導熱儀，參照標準GB/T 22588-2008。
密度：美國麥克AccuPyc II 1340真密度分析儀進行測定。
抗氧化性：參照GB/T 13303-1991《鋼的抗氧化性能測定方法》。
表面粗糙度：採用影致留形方法進行測定，參照GB/T 15056-2017《鑄造表面粗糙度評定方法》。
本發明所述的球磨採用行星式球磨機PULVERISETTE 5。
本發明所述的燒結採用的是PVSGgr20/20/島津真空燒結爐和/或安捷倫1260Lnifntiy放電等離子燒結爐和/或艾林維科HP20-36熱等靜壓燒結爐。
本發明的新型合金體系的WC基硬質合金可由任何方法製得，對其製備方法沒有特別的限制，可以採用粉末經燒結的製備方法，也可以採用合金熔煉的方法，但從更經濟地製備觀點出發，製備優選以下工藝，其包括原料準備，粉末配製，球磨，壓製，燒結。其中原料包括WC粉；構成HAE的單質粉體；由碳化物、氧化物或硼化物構成的陶瓷粉體。
對於上述WC粉沒有特別地限制，並且可以根據本領域技術人員的需要而適當選擇。例如，可以選用粒徑為0.1μm-3μm的WC粉。
對於上述構成HAE的單質粉體沒有特別地限制，並且可以根據本領域技術人員的需要而適當選擇。例如，可以選用粒徑為0.5μm以下的單質粉體，所述單質粉體依次經真空熔煉、真空氣霧化制粉、篩分等操作。
對於上述由碳化物、氧化物或硼化物構成的陶瓷粉體沒有特別地限制，並且可以根據本領域技術人員的需要而適當選擇。例如，可以選用粒徑為0.5μm-5μm的粉。
對於上述球磨工藝沒有特別地限制，可以乾磨，也可以濕磨，但從減少合金中C引入的觀點出發，優選乾式球磨法進行混合。
對於上述壓製沒有特別地限制，可以選用幹式加壓成形進行壓製，也可以採用冷等靜壓成形進行壓製，或者注射成形進行壓製。
實施例I
表1中實施例I所示組成的WC基硬質合金是由以下步驟製備而得：
(一) 原料準備
平均粒徑0.1μm的WC粉；構成HAE的五種金屬單質粉體（Al、Nb、Ta、Ti、Zr），粒徑均為0.5μm；由碳化硼、碳化鈦、碳化鉭或氧化鋁構成的陶瓷粉體，粒徑為0.5μm。
(二) 球磨
a. 高能球磨構成HAE的單質粉體，惰性氣氛保護下進行，球料比15:1，轉速400r/min，球磨介質為硬質合金球，時間24h，得到HAE合金粉末；
b. 加入WC粉和陶瓷粉體，真空保護下，球磨，球料比5:1，轉速100r/min，時間40h。
(三) 壓製
經180MPa壓力壓製，保壓時間120s，得到生坯。
(四) 燒結
在上述生坯置於燒結爐內，真空度高於10Pa的條件下，於1600℃溫度，60MPa燒結壓力進行放電等離子體燒結30min，冷卻後得到WC基硬質合金，並採用納米級別金剛石研磨膏進行表面拋光處理。
表1中對比例3所示組成的WC基硬質合金的製備與實施例1不同之處在於，原料中不含HAE的單質粉體。
表1中對比例4所示組成的WC基硬質合金的製備與實施例1不同之處在於，原料中不含由碳化物、氧化物或硼化物構成的陶瓷粉體。 表1  實施例和對比例成分配比
序號 硬質合金成分含量(wt%)
HAE T WC
B Zr Ti Ta Al C O
實施例1 5 3 12.6 5 0 0 1.3 0 餘量
實施例2 3 2 8.4 5 0 0 1.3 0 餘量
實施例3 3 2 8.4 5 10 10 5.3 0 餘量
實施例4 2.5 1.5 6.3 5 0 0 1.3 0 餘量
實施例5 1 0.5 2.1 5 0 0 1.3 0 餘量
實施例6 1 0.5 2.1 5 5 5 3.8 0 餘量
實施例7 0.5 0.1 0.4 5 0 0 1.3 0 餘量
實施例8 5 0.1 12.6 5 0 0 1.3 0 餘量
實施例9 0.5 3 0.4 5 0 0 1.3 0 餘量
對比例1 8 3 12.6 5 0 0 1.3 0 餘量
對比例2 2.5 5 21.1 5 0 0 1.3 0 餘量
對比例3 0 3 12.6 5 0 0 1.3 0 餘量
對比例4 5 0 餘量
測得，實施例I中HAE的分子式為AlNb1.5Ta0.5Ti1.5Zr0.5。
各實施例和對比例的硬質合金進行性能及表面粗糙度Ra測試，結果如表2所示。 表2  實施例和對比例性能測定
序號 熱導率 W/m·K 密度 g·cm -3 硬度 HRA 斷裂韌性 MPa·M 1/2 抗彎強度 N·mm -2 表面粗糙度Ra nm 氧化增重 mg·cm -2
實施例1 77.8 12.8 71.6 16.6 1689 8.6 1.155
實施例2 76.2 12.6 74.8 15.2 1855 5.4 1.152
實施例3 75.4 12.5 75.4 14.7 1904 6.3 1.151
實施例4 75.1 12.6 76.5 12.6 2021 2.9 1.147
實施例5 74.2 12.5 80.2 11.6 2101 5.1 1.146
實施例6 74.4 12.4 83.1 11.2 2178 7.2 1.145
實施例7 73.4 12.3 83.6 10.8 2215 7.9 1.142
實施例8 75.3 12.5 72.8 10.5 1676 10.0 1.160
實施例9 72.0 12.5 83.9 10.0 1680 9.5 1.158
對比例1 79.7 13.1 65.5 17.5 1611 12.1 1.188
對比例2 69.5 12.5 91.8 7.9 2399 11.4 1.175
對比例3 70.7 12.5 87.3 8.8 1645 13.4 1.211
對比例4 74.5 12.6 68.3 17.1 1722 10.8 1.165
在實施例1-7中，各實施例中合金的熱導率≥72 W/m•K，密度≥12 g•cm -3，硬度HRA≥70，斷裂韌性≥10 MPa•M 1/2，抗彎強度≥1600 N•mm -2，氧化增重≤1.16 mg•cm -2，各實施例的硬質合金拋光後的表面粗糙度Ra≤10nm，均符合用於製造光學鏡片的合金模具的要求。
相較於實施例1-7，實施例8合金的韌性明顯下降，實施例9合金的抗氧化性明顯下降，這是由於B的含量與HAE間存在某種關聯，當HAE的含量為2.5wt%-5wt%，B優選的匹配含量為1.5wt%-3wt%；當HAE的含量為0.5wt%-2.5wt%，B優選的匹配含量為0.1wt%-1.5wt%，而實施例8及實施例9的HAE與B含量不符合該較佳匹配含量時，合合金體系中HAE與B二者無法充分發揮協同作用以進一步提升合金性能。
相較於實施例1，對比例1由於HAE高於5wt%，導致硬度HRA低於70，氧化增重高於1.16 mg·cm -2，其製得合金拋光後的表面粗糙度Ra高於10nm，顯然不符合用於製造光學鏡片的模具的要求；
相較於實施例4，對比例2由於B高於3wt%，導致斷裂韌性小於10 MPa·M 1/2，氧化增重大於1.16 mg·cm -2，其合金拋光後的表面粗糙度Ra高於10nm，顯然不符合用於製造光學鏡片的合金模具的要求；
相較於添加5wt% HAE的實施例1，對比例3中HAE為0，其斷裂韌性低於10 MPa·M 1/2，而且氧化增重明顯高於1.16 mg·cm -2，其合金拋光後的表面粗糙度Ra明顯高於10nm，顯然不符合用於製造光學鏡片的合金模具的要求；
相較於實施例1，對比例4中不添加B，合金的硬度HRA低於70，同時氧化增重高於1.16 mg·cm -2，其合金拋光後的表面粗糙度Ra高於10nm，顯然也不符合用於製造光學鏡片的合金模具的要求。
實施例Ⅱ
實施例8-12組成的WC基硬質合金的製備與實施例1不同之處在於，原料中的HAE粉體構成不完全相同，在WC基硬質合金中的構成如表3所示。 表3  實施例硬質合金中HAE構成
序號 硬質合金中HAE構成
實施例8 Al0.4Hf0.6NbTaTiZr
實施例9 HfNbTaTiZr
實施例10 TiVNbMoTaW
實施例11 CrMo0.5NbTa0.5TiZr
實施例12 AlCr2Mo2Nb2Ti2Zr
各實施例的硬質合金進行性能測試，結果如表4所示。 表4  實施例性能測定
序號 熱導率 W/m·K 密度 g·cm -3 硬度 HRA 斷裂韌性 MPa·M 1/2 抗彎強度 N·mm -2 表面粗糙度Ra nm 氧化增重 mg·cm -2
實施例8 77.2 12.7 71.3 16.2 1681 8.8 1.156
實施例9 77.0 12.5 70.7 16.5 1676 8.9 1.157
實施例10 76.5 12.5 70.4 16.6 1673 9.1 1.159
實施例11 76.2 12.3 70.2 16.1 1670 9.4 1.160
實施例12 77.3 12.2 71.1 16.3 1682 8.6 1.156
在實施例8-12中，各合金的熱導率、密度、硬度、斷裂韌性、抗彎強度及氧化增重均符合用於製造光學鏡片的合金模具的要求：熱導率≥72W/m•K，密度≥12 g•cm-3，硬度HRA≥70，斷裂韌性≥10 MPa•M 1/2，抗彎強度≥1600 N•mm -2，氧化增重≤1.16 mg•cm -2，其合金拋光後的表面粗糙度Ra低於10nm。
實施例Ⅲ
實施例13組成的WC基硬質合金的製備與實施例1不同之處在於，燒結工藝的不同，實施例13的燒結工藝為：
在上述生坯置於熱等靜壓燒結爐內，真空度高於10Pa的條件下，於1600℃溫度，60MPa燒結壓力進行熱等靜壓燒結1.5h，冷卻後得到WC基硬質合金。
實施例14組成的WC基硬質合金的製備與實施例1不同之處在於，球磨工藝的不同，實施例14的球磨工藝為：
a. 高能球磨構成HAE的單質粉體，惰性氣氛保護下進行，球料比18:1，轉速500r/min，球磨介質為硬質合金球，時間45h，得到HAE合金粉末；
b. 加入WC粉和陶瓷粉體，真空保護下，球磨，球料比5:1，轉速150r/min，時間60h。
實施例15組成的WC基硬質合金的製備與實施例1不同之處在於，燒結後的合金進行退火處理，實施例15的退火處理工藝為：
將燒結後得到的WC基硬質合金，置於熱等靜壓燒結爐內，在真空度高於10Pa的條件下，加熱到200℃，保溫2h，然後隨爐冷卻至室溫，取出合金用於測試。
經檢測，實施例1及實施例13-15的HAE相構成如表5所示。 表5  實施例HAE相構成
序號 硬質合金中HAE相構成（%）
BCC FCC 其他
實施例1 83.2 13.5 3.3
實施例13 83.8 13.6 2.6
實施例14 84.0 13.6 2.4
實施例15 82.6 13.3 4.1
各實施例的硬質合金進行性能測試，結果如表6所示。 表6  實施例性能測定
序號 熱導率 W/m·K 密度 g·cm -3 硬度 HRA 斷裂韌性 MPa·M 1/2 抗彎強度 N·mm -2 表面粗糙度Ra nm 氧化增重 mg·cm -2
實施例13 78.6 13.3 71.5 17.0 1709 8.4 1.151
實施例14 78.7 13.4 72.1 17.3 1715 8.1 1.148
實施例15 77.9 12.4 70.1 17.7 1677 8.9 1.130
實施例13-15中，各實施例合金的熱導率、密度、硬度、斷裂韌性、抗彎強度及氧化增重均符合用於光學鏡片的合金模具的要求：熱導率≥72 W/m•K，密度≥12 g•cm-3，硬度HRA≥70，斷裂韌性≥10 MPa•M 1/2，抗彎強度≥1600 N•mm -2，氧化增重≤1.16 mg•cm -2；其合金拋光後的表面粗糙度Ra≤10nm。
在實施例13與實施例1對比中，熱等靜壓燒結爐合金的相含量（BCC+FCC）提高了0.7%，從而合金的硬度、斷裂韌性、抗彎強度、抗氧化性等性能有所提高；
在實施例14與實施例1對比中，由於改變球磨工藝，提高轉速、延長球磨時間得到更加充分的HAE及WC基硬質合金粉末，燒結後合金相含量（BCC+FCC）提高了0.9%，所以合金的熱導率、硬度、斷裂韌性、抗彎強度、抗氧化性等性能均明顯提高；
在實施例15與實施例1對比中，退火工藝使合金組織均勻化，HAE的固溶效果減弱，即BCC+FCC相含量減少了0.8%，導致合金的密度、硬度、抗彎強度等性能下降，但熱導率、斷裂韌性、抗氧化性均提高。
實施例Ⅳ
將實施例1、8、9、13、15和對比例1-4得到的WC基硬質合金，應用於加工聚碳酸酯光學玻璃用模具，在模具表面鍍膜後，採用鍍膜後模具壓製成形光學鏡片，將光學鏡片置於光源前四方形孔之前3公分偏下，稍微傾斜鏡片進行檢驗，光源採用20W的日光燈或100W的燈泡，要求檢測環境前、上、下、左、右均為黑色之不反光物，採用放大鏡（4倍）檢查#60或#60以下之傷痕：
採用實施例1、8、9、13、15的WC基硬質合金材質的模具製得的光學玻璃外觀良好，為合格品。
採用對比例1-4材質的模具製得的光學鏡片外觀點子不良，為不合格品。
上述實施例僅用來進一步說明本發明的幾種具體的實施方式，但本發明並不局限於實施例，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發明技術方案的保護範圍內。
無
無

Claims (10)

  1. 一種WC基硬質合金，其特徵在於，其分子式為T-WC-HAE，其中T為碳化物、氧化物或硼化物中的至少一種，HAE為高熵合金；所述HAE選自Al、Cu、Nb、Ti、Zr、Ge、Si、V、Ta、Cr、Mn、Ce、Mo、W、Hf元素中的至少五種；所述T中包含B元素，所述B以過渡金屬硼化物形式存在；所述WC基硬質合金中HAE的含量為0.5wt%-5wt%，所述T的含量為35wt%以下，其餘為WC和不可避免的雜質；所述B的含量為0.1wt%-3wt%；所述HAE中各元素間的原子比按能譜儀的測定介於0.33-1。
  2. 如請求項1所述的WC基硬質合金，其中所述T為Al4C3、HfC、TiC、Cr3C2、VC、ZrC、NbC、TaC、SiC、Mn3C、MoC、CuC、Mg2C3、W2C、CeO2、La2O3、MgO、ZrO2、Al2O3、ZrB2、CrB2、TiB2或MnB2中的至少兩種。
  3. 如請求項1所述的WC基硬質合金，其中所述HAE中各元素間的原子比按能譜儀的測定介於0.5-1；所述HAE中各元素的原子半徑最大差值不高於0.33。
  4. 如請求項1所述的WC基硬質合金，其中所述HAE選自分子式為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中的至少一種。
  5. 如請求項1所述的WC基硬質合金，其中所述HAE中BCC相固溶體含量在90%以上。
  6. 如請求項1所述的WC基硬質合金，其中所述WC基硬質合金中B的含量為1.5wt%-3wt%，HAE的含量為2.5wt%-5wt%。
  7. 如請求項2所述的WC基硬質合金，其中所述WC基硬質合金中B的含量為0.1wt%-1.5wt%，HAE的含量為0.5wt%-2.5wt%。
  8. 如請求項1所述的WC基硬質合金，其中所述WC基硬質合金的分子式為ZrC-ZrB2-WC-AlNb1.5Ta0.5Ti1.5Zr0.5。
  9. 如請求項1至8任一項所述的WC基硬質合金，其中所述WC基硬質合金的常溫熱導率在72W/m．K以上。
  10. 一種光學玻璃用模具，所述模具的材質為請求項1至8任一項所述WC基硬質合金，所述光學玻璃的材質包括二氧化矽、樹脂材料或硒化鋅中的一種；所述樹脂材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚雙烯丙基二甘醇碳酸酯中的一種。
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