硬质合金复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种硬质合金复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。该硬质合金复合材料包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉50-60份、碳化钛20-30份、碳化钽2-10份、碳化锆2-5份、钴10-13份、硅0.5-1.5份、镍1-2份、碳化硼2-6份。本发明所得硬质合金具有优良的抗压强度，且耐高温、耐磨损、耐腐蚀，与传统的模具钢材料相比，其抗压强度可达到其4-5倍；本发明硬质合金具有优异的硬度，其洛氏硬度可达到93；本发明制备方法简单易行，适于大范围推广应用。
【专利说明】硬质合金复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料领域，具体涉及一种硬质合金复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 硬质合金起源于20世纪初，经过长时间的发展，硬质合金的生产成为一个完整独 立的工业体系。目前，硬质合金已成为现代工业部门和新【技术领域】不可缺少的工具材料和 结构材料，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。
[0003] 硬质合金，顾名思义，是指由一种或多种难熔金属的碳化物作为主要原料经粉末 冶金技术制造出来的材料。主要用于切削工具、模具、地质矿山工具及多种耐磨部件，由于 硬质合金具有高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀等诸多优点，因此其在工业中的应用得到了 迅速发展。而目前现有的硬质合金的强度主要取决于其中粘结剂的含量，粘结剂的含量越 高，其强度越突出，而当粘结剂的含量增高时，会极大的硬性合金的硬度及耐腐蚀性等性 能。
[0004] 因此，一种性能优良的硬质合金复合材料就显得尤为重要。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种硬质合金复合材料及其制备 方法，该硬质合金具有优良的硬度、高抗压强度，适用于切削工具、模具及地质矿山工具等。
[0006] 本发明采用的技术方案如下：
[0007] 硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉50-60份、碳化钛 20-30份、碳化钽2-10份、碳化锆2-5份、钴10-13份、硅0. 5-1. 5份、镍1-2份、碳化硼2-6 份。
[0008] 所述的硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉52-58份、 碳化钦22_28份、碳化组4_8份、碳化锫3_4份、钴11-12份、娃0. 5_1份、镇1_2份、碳化硼 3-5 份。
[0009] 所述的硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉54-56份、 碳化钛24-26份、碳化钽6-7份、碳化锆3-4份、钴11-12份、硅0. 5-0. 8份、镍1-2份、碳化 硼4-5份。
[0010] 所述的硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉52份、碳 化钛22份、碳化钽4份、碳化锆3份、钴11份、硅0. 5份、镍1份、碳化硼3份。
[0011] 所述的硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉58份、碳 化钛28份、碳化钽8份、碳化锆4份、钴12份、硅1份、镍2份、碳化硼5份。
[0012] 所述的硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉54份、碳 化钛24份、碳化钽6份、碳化锆3份、钴11份、硅0. 5份、镍1份、碳化硼4份。
[0013] 所述的硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉56份、碳 化钛26份、碳化钽7份、碳化锆4份、钴12份、硅0. 8份、镍2份、碳化硼5份。
[0014] 所述的硬质合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将碳化钨 粉、碳化钛、碳化钽、碳化锆、钴、硅、镍和碳化硼混合，于500-550MPa下压制，在氩气氛围 下，后于1080-1180°C下烧结10_20min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
[0015] 本发明与现有技术相比，其有益效果为：第一，本发明所得硬质合金具有优良的 抗压强度，且耐高温、耐磨损、耐腐蚀，与传统的模具钢材料相比，其抗压强度可达到其4-5 倍；第二，本发明硬质合金具有优异的硬度，其洛氏硬度可达到93 ;第三，本发明制备方法 简单易行，适于大范围推广应用。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，本发明中使用的试剂若无特别说 明均可通过市购获得。
[0017] 实施例1
[0018] 硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉50份、碳化钛20 份、碳化钽2份、碳化锆2份、钴10份、硅0. 5份、镍1份、碳化硼2份。
[0019] 所述的硬质合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将碳化钨 粉、碳化钛、碳化钽、碳化锆、钴、硅、镍和碳化硼混合，于500MPa下压制，在氩气氛围下，后 于1080°C下烧结lOmin，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
[0020] 实施例2
[0021] 硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉60份、碳化钛30 份、碳化钽10份、碳化锆5份、钴13份、硅1. 5份、镍2份、碳化硼6份。
[0022] 所述的硬质合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将碳化钨 粉、碳化钛、碳化钽、碳化锆、钴、硅、镍和碳化硼混合，于550MPa下压制，在氩气氛围下，后 于1180°C下烧结20min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
[0023] 实施例3
[0024] 硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉52份、碳化钛22 份、碳化钽4份、碳化锆3份、钴11份、硅0. 5份、镍1份、碳化硼3份。
[0025] 所述的硬质合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将碳化钨 粉、碳化钛、碳化钽、碳化锆、钴、硅、镍和碳化硼混合，于530MPa下压制，在氩气氛围下，后 于1150°C下烧结15min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
[0026] 实施例4
[0027] 硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉58份、碳化钛28 份、碳化钽8份、碳化锆4份、钴12份、硅1份、镍2份、碳化硼5份。
[0028] 所述的硬质合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将碳化钨 粉、碳化钛、碳化钽、碳化锆、钴、硅、镍和碳化硼混合，于510MPa下压制，在氩气氛围下，后 于1090°C下烧结12min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
[0029] 实施例5
[0030] 硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉54份、碳化钛24 份、碳化钽6份、碳化锆3份、钴11份、硅0. 5份、镍1份、碳化硼4份。
[0031] 所述的硬质合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将碳化钨 粉、碳化钛、碳化钽、碳化锆、钴、硅、镍和碳化硼混合，于520MPa下压制，在氩气氛围下，后 于IKKTC下烧结14min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
[0032] 实施例6
[0033] 硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉56份、碳化钛26 份、碳化钽7份、碳化锆4份、钴12份、硅0. 8份、镍2份、碳化硼5份。
[0034] 所述的硬质合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将碳化钨 粉、碳化钛、碳化钽、碳化锆、钴、硅、镍和碳化硼混合，于530MPa下压制，在氩气氛围下，后 于IlKTC下烧结18min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
[0035] 对照例1
[0036] 本实施例与实施例3相同，区别在于，未使用碳化硼，具体如下：
[0037] 硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉52份、碳化钛22 份、碳化钽4份、碳化锆3份、钴11份、硅0. 5份、镍1份。
[0038] 所述的硬质合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将碳化 钨粉、碳化钛、碳化钽、碳化锆、钴、硅和镍混合，于530MPa下压制，在氩气氛围下，后于 11500°C下烧结15min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
[0039] 对照例2
[0040] 本实施例与实施例3相同，区别在于，未使用碳化钽，具体如下：
[0041] 硬质合金复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉52份、碳化钛22 份、碳化锆3份、钴11份、硅0. 5份、镍1份、碳化硼3份。
[0042] 所述的硬质合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将碳化 钨粉、碳化钛、碳化锆、钴、硅、镍和碳化硼混合，于530MPa下压制，在氩气氛围下，后于 11500°C下烧结15min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
[0043] 性能测试
[0044] 对本发明实施例1?6所得产品及对照例1至2所得产品的性能进行测试，测试 结果见表1。
[0045] 表1产品性能测试数据
[0046]
【权利要求】
1. 硬质合金复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：碳化钨粉50-60 份、碳化钛20-30份、碳化钽2-10份、碳化锆2-5份、钴10-13份、硅0. 5-1. 5份、镍1-2份、 碳化硼2-6份。
2. 根据权利要求1所述的硬质合金复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如 下原料：碳化钨粉52-58份、碳化钛22-28份、碳化钽4-8份、碳化锆3-4份、钴11-12份、硅 0. 5_1份、镍1-2份、碳化硼3-5份。
3. 根据权利要求1所述的硬质合金复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如 下原料：碳化钨粉54-56份、碳化钛24-26份、碳化钽6-7份、碳化锆3-4份、钴11-12份、硅 0. 5-0. 8份、镇1_2份、碳化硼4_5份。
4. 根据权利要求1所述的硬质合金复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如 下原料：碳化钨粉52份、碳化钛22份、碳化钽4份、碳化锆3份、钴11份、硅0. 5份、镍1份、 碳化硼3份。
5. 根据权利要求1所述的硬质合金复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如 下原料：碳化钨粉58份、碳化钛28份、碳化钽8份、碳化锆4份、钴12份、硅1份、镍2份、 碳化硼5份。
6. 根据权利要求1所述的硬质合金复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如 下原料：碳化钨粉54份、碳化钛24份、碳化钽6份、碳化锆3份、钴11份、硅0. 5份、镍1份、 碳化硼4份。
7. 根据权利要求1所述的硬质合金复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如 下原料：碳化钨粉56份、碳化钛26份、碳化钽7份、碳化锆4份、钴12份、硅0. 8份、镍2份、 碳化硼5份。
8. 权利要求1所述的硬质合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照 质量配比，将碳化钨粉、碳化钛、碳化钽、碳化锆、钴、硅、镍和碳化硼混合，于500-550MPa下 压制，在氩气氛围下，后于1080-1180°C下烧结10_20min，待自然冷却，即得所述耐冲击金 属复合材料。
【文档编号】C22C29/08GK104388794SQ201410567565
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】刘莉, 王爽, 邱晶, 刘晓东, 黄明明 申请人:苏州莱特复合材料有限公司