[发明专利]一种包覆纳米碳化硅晶须增韧硬质合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种包覆纳米碳化硅晶须增韧硬质合金的制备方法，以纳米碳化硅和硬质合金粉末为主要原材料，经过碳化硅预处理、碳化硅包覆、球磨、干燥、成型、烧结工艺制备而成。通过对纳米碳化硅进行包覆处理，克服了碳化硅与硬质合金润湿性差的问题，使两者能紧密结合。本发明制备的包覆纳米碳化硅晶须增韧硬质合金的韧性好，碳化硅与硬质合金之间结合力高，用其制作的硬质合金刀具工作性能大幅提升。

技术领域

本发明涉及硬质合金领域，更具体地，涉及一种包覆纳米碳化硅晶须增韧硬质合金的制备方法。

背景技术

碳化硅增强硬质合金复合材料具有高比强度和比刚度、耐磨、耐疲、热膨胀系数低、导热性能好、导电性能佳等优异的力学性能和物理性能。可广泛的应用于航空航天、军事、汽车、电子、体育运动等领域。

晶须增强硬质合金的制备方法对材料的性能影响很大，其成本也取决于材料的制造工艺，因此研究和发展有效的制造工艺一直是硬质合金的重要研究内容。

由于碳化硅和硬质合金润湿性差，两相界面难以控制，导致制作出来的硬质合金材料韧性差，严重制约了碳化硅增强硬质合金刀具的应用。所以，现有的碳化硅晶须增韧刀具材料的制备方法普遍仅存在于氧化铝陶瓷刀具，目前未见使用碳化硅晶须增韧硬质合金刀具的相关报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种包覆纳米碳化硅晶须增韧硬质合金的制备方法，通过对纳米碳化硅进行包覆处理，形成镍磷合金镀层，提高了碳化硅和硬质合金的结合力，从而高硬质合金的整体性能。

本发明的另一目的是提供根据所述制备方法得到的包覆纳米碳化硅晶须增韧硬质合金材料。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种包覆纳米碳化硅晶须增韧硬质合金的制备方法，包括以下步骤：

S1.碳化硅包覆处理

S11.碳化硅预处理：

分散：先将纳米碳化硅置于浓硝酸中搅拌，用去离子水冲洗至中性，

敏化：将分散后的纳米碳化硅放入敏化液中超声振荡后再搅拌，然后放入银氨溶液中继续搅拌，将搅拌后的纳米碳化硅用去离子水冲洗至中性，

还原：将敏化后的纳米碳化硅放入次亚磷酸钠溶液中搅拌，用去离子水冲洗至中性后再烘干；

S12.碳化硅包覆：向预处理后的纳米碳化硅中加入氢氧化钠溶液、硫酸镍、次磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠，进行镀镍磷合金，得包覆碳化硅；

S2.球磨：将步骤S1中包覆碳化硅和硬质合金粉末放入球磨机中进行球磨；

S3.干燥：将步骤S2中球磨后的混合料过筛网后干燥处理，加入成型剂进行搅拌；

S4.成型：将步骤S3中的混合料放入模具中，模压成型后得成型坯；

S5.烧结：将成型坯放入真空烧结炉中进行液相烧结后，得包覆纳米碳化硅晶须增韧硬质合金。

进一步地，步骤S11中所述预处理过程中搅拌速度为15000rpm，分散过程中浓硝酸溶液温度为55～65℃，搅拌时间为80～100min；敏化过程中在敏化液中超声振荡时间为0.5～2h，搅拌时间为0.5～1h，银氨溶液浓度为0.1～1mol/L，搅拌时间为5～7min；还原过程中次亚磷酸钠溶液浓度为15～20g/L，搅拌时间为1～2min，烘干温度为50～60℃。

进一步地，所述敏化液的组成为0.1～2.0mol/L SnCl₂·H₂O，0.1～2.0mol/LNaCl，0.1～2.0mol/L HCl。