[发明专利]一种碳化钨-钢基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土调控颗粒微观界面生长的碳化钨-钢基复合材料，包括复合层-过渡层-基体层，采用表面附着稀土元素的碳化钨与钢粉的混合粉末作为复合层材料，钨粉和钢粉的混合粉末作为过渡层材料，钢粉作为基体层材料，稀土元素为Nd、Y、Ta中的任意一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的碳化钨-钢基复合材料，其特征在于，碳化钨为60-80目的球型铸造碳化钨颗粒。

3.根据权利要求1所述的碳化钨-钢基复合材料，其特征在于，钢粉为低碳钢、低合金钢、高锰钢中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的碳化钨-钢基复合材料，其特征在于，复合层材料中稀土元素的质量百分数为2-5%，碳化钨的质量百分数为35-55%，余量为钢粉。

5.根据权利要求1所述的碳化钨-钢基复合材料，其特征在于，过渡层材料中钨粉质量百分数为30-50%，余量为钢粉。

6.根据权利要求1所述的碳化钨-钢基复合材料，其特征在于，所述复合材料中，各层的质量百分数为：复合层40-55%，过渡层20-30%，基体层20-30%。

7.权利要求1至6任意一项所述的碳化钨-钢基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将碳化钨和稀土元素混合球磨24-48h，使稀土元素充分附着在碳化钨表面，然后去除没有附着上的稀土元素，与钢粉混合均匀，作为复合层材料；

（2）将钨粉与钢粉混合均匀，作为过渡层材料；

（3）基体层材料为钢粉；

（4）将三种材料分别球磨1-2h，然后按照复合层-过渡层-基体层的结构压制成三层预制体，压片机压力10-15MPa，保压5-10min；

（5）将压制成型的三层预制体放入真空管式炉内烧结成型。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）烧结过程包括以下步骤：先以4~7℃/min的速率升温至500℃，再以8~12℃/min的速率升温至800℃，再以4~6℃/min的速率升温至1000℃，再以1.5~2.5℃/min的速率升温至1300℃，保温40min，再按照前述步骤的逆过程降温至室温。