本发明属于硬质合金领域，具体涉及一种五元固溶体及其制备方法。
背景技术：
：一般来讲，高性能的金属陶瓷基体材料由ticn、固溶体和粘接相（co、ni）三部分组成。近年来随着机械加工的飞速发展，涌现出大量的难加工材料，人们都在寻找新型的金属陶瓷刀具材料，以满足日益苛刻的加工要求。为了改善金属陶瓷的物理力学性能，常加入一些wc、tac和ta含量较高的（w，ti，ta）c固溶体复式碳化物，以改善金属陶瓷的切削性能，但是由于ta属于稀有金属，价格昂贵，影响了刀具材料的推广应用，因此开发无ta金属陶瓷部分替代含tac金属陶瓷是人们关注的重点方向，这一项研究对金属陶瓷刀具材料在难加工材料领域的应用起到了积极的指导意义。通常情况下人们都是用价格相对低廉的nbc来替代昂贵的tac，但是nbc的加入方式决定了材料性能的好坏。研究发现若以（ti，w，ta，nb）c形式加入最多只能用30%nbc来取代tac，nbc含量过高会使材料的性能下降。本发明根据多年实践经验，开发出一种全新的无ta金属陶瓷固溶体，满足客户性价比高的要求。技术实现要素：本发明的目的在于，提供一种五元固溶体及其制备方法，提高材料的性价比，通过本发明的方法不仅可以实现根据成分需要来设计固溶体的成分，同时所制得的固溶体具有很高的固溶度和纯度。本发明的技术方案为：一种五元固溶体，所述五元固溶体的化学式为（w0.05-0.15nb0.15-0.25ti0.65-0.75）（c0.45-0.65n0.30-0.55）。进一步地，所述五元固溶体的化学式为（w0.08-0.12nb0.18-0.22ti0.68-0.72）（c0.48-0.53n0.47-0.53）。优选地，所述五元固溶体的化学式为（w0.1nb0.2ti0.7）（c0.63n0.37）。本发明中，上述的五元固溶体的制备方法，包括如下步骤：（1）以tio2、wc、nbc、和炭黑粉末为原料，按五元固溶体的组成计算出上述各种原料的所需质量，并分别称取上述各种原料，混合获得原料混合物；（2）将步骤（1）中获得的原料混合物装入混料器中，混合22~26h后卸出，然后将混合均匀的混合料制成0.5~1.0mm的粒料，再用压机压制成团块；（3）将步骤（2）中获得的团块放入石墨舟皿内，在n2气氛、1700~1900℃下还原，反应获得五元固溶体粉末。优选地，步骤（1）中原料tio2、wc、nbc和炭黑粉末的质量配比为54:12:12:23。优选地，步骤（2）中的混料器为v型混料器。优选地，步骤（2）中混合时间为24h。优选地，步骤（2）中还原温度为1750℃。优选地，步骤（3）中获得的五元固溶体粉末的平均粒径为1.5~2.0μm。本发明中以tio2作为ti源，以wc作为w源，以nbc作为nb源，以n2为氮源，再配以一定量的炭黑还原tio2，在通n2条件下碳化还原制备出（w，nb，ti）（c，n）五元固溶体粉末。通过本方法制备所得的固溶体粉末具有很高的固溶度，通过xrd分析为单相结构，同时产品的纯度高，氧含量低，成分可控。本发明的五元固溶体性能优异，制备成本低廉，通过使用价格低廉而性能较好的nbc代替tac来降低五元固溶体的制备成本；该五元固溶体的固溶度高且产品纯度高，用于金属陶瓷刀具，可以大大提高金属陶瓷刀具的切削性能。附图说明图1是本发明实施例1中固溶体粉末的xrd图谱。具体实施方式以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1采用粒度为1.0μm的tio2，粒度均为2.0μm的wc、nbc作为原料，并添加炭黑粉末作为还原剂，其质量配比tio2:wc:nbc:c=55:12:13:20。首先，按配比称取各原料粉末，然后将称量好的粉末装入v型混料器中混合24h后卸出，再用圆筒制粒机将混合均匀的混合料制成0.5~1.0mm左右的粒料；再用压机将上述粒料压制成为直径为60mm、高度为50mm的料坯，将料坯放入石墨舟皿内，并放置于碳管炉中，在n2气氛、1750℃下还原得到五元固溶体粉末。最终获得的五元固溶体的化学式为（w0.1nb0.2ti0.7）（c0.63n0.37），所制得的五元固溶体粉末的平均粒径为1.75μm，该五元固溶体的化学组成如表1所示。表1五元固溶体的化学组成元素wti%nbnctcfo测试值（wt.%）16.751.015.76.69.620.040.22由上表可以看出所制得粉末成分基本与设计值相符，氧含量很低（≤0.22%），粉末具有较高的纯度（＞99.7%)；其中，ct是固溶体的总碳含量，cf是固溶体中没有固溶好的游离碳含量，cf和o都属于杂项，含量越小越好。将图1中固溶体粉末的xrd图谱与相应标准pdf卡片对比可知，所得固溶体粉末为单相物质，且结晶度高。当前第1页12