[发明专利]一种硬质合金及其制备方法

权利要求书

1.一种硬质合金，为表层缺立方相梯度结构硬质合金，其特征在于：所述表层缺立方相梯度结构硬质合金包括4.1wt.％～18.75wt.％的粘结相和81.25wt.％～95.9wt.％的硬质相，所述粘结相包括金属和Ru，所述金属的含量为4wt.％～15wt.％，所述Ru固溶于所述金属中，所述硬质相包括WC和立方相化合物，所述粘结相中所述Ru的含量n wt.％与金属的含量m wt.％之间满足：当4≤m≤8时，(0.25m-1)＜n≤0.2m；当8＜m≤15时，(0.25m-1.2)≤n≤0.25m。

2.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述金属为Co、Ni、Fe中一种或多种。

3.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述立方相化合物的含量为硬质合金总质量的0.5wt.％～10.0wt.％。

4.根据权利要求3所述的硬质合金，其特征在于：所述立方相化合物包括硬质合金总质量0wt.％～5wt.％的TiC、硬质合金总质量0.05wt.％～1wt.％的TiN和硬质合金总质量0wt.％～6wt.％的(Ta，Nb)C。

5.根据权利要求1所述的硬质合金，其特征在于：所述表层缺立方相梯度结构硬质合金还包括晶粒长大抑制剂，所述晶粒长大抑制剂为VC和Cr₃C₂。

6.根据权利要求5所述的硬质合金，其特征在于：所述VC的含量为硬质合金总质量的0.1wt.％～1.0wt.％，所述Cr₃C₂的含量为硬质合金总质量的0.1wt.％～1.0wt.％。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的硬质合金，其特征在于：所述硬质相中WC的平均粒度为0.2μm～5.0μm，所述表层缺立方相梯度结构的厚度为5～80μm。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的硬质合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、配料；

S2、球磨混合；

S3、模压成型；

S4、烧结：

S4.1、将步骤S3中制备得到的压坯在烧结炉中脱成型剂；

S4.2、预烧结；

S4.3、继续升温至1320～1350℃，然后在烧结炉中通入20～60mbar保护气体，在保护气氛下烧结0.5～1h；

S4.4、待烧结炉温度升温至1390～1470℃后，进入保温阶段，并通入30～120mbar保护气体；

S4.5、保温0.5～1.5小时后保持烧结炉内气氛，并将烧结炉冷却到1150～1250℃；

S4.6、向烧结炉中通入氢气，并在氢气气氛下冷却至室温，最终得到表层梯度结构硬质合金。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，S4.2的具体步骤是：先升温至700～750℃，保温0.5～1小时；再升温至1150～1300℃，保温0.5～1.0小时。