[发明专利]一种表层脱碳相梯度硬质合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种表层脱碳相梯度硬质合金材料，其特征在于，所述硬质合金材料由粘结剂、(W,Ti)C粉、碳氮化物或氮化物、WC粉和W粉制得，

所述粘结剂选自包括Co粉、Ni粉、Fe粉中的一种或几种，所述碳氮化物为Ti(C,N)，氮化物选自TiN、AlN、ZrN中的一种或几种；

所述粘结剂占10~15%，所述(W,Ti)C粉占4.0~30.0%，所述WC粉占50.0~59.0%，碳氮化物或氮化物占0.8~10.0%，其余为W粉，其中，各原料组分的重量百分比之和为100%；或

所述粘结剂占6~9%，所述(W,Ti)C粉占4.0~30.0%，所述WC粉占60.0~65.0%，碳氮化物或氮化物占0.8~10.0%，其余为W粉，其中，各原料组分的重量百分比之和为100%；

所述硬质合金材料由以下方法制备得到：

步骤1、将粘结剂、(W,Ti)C粉、WC粉、W粉、碳氮化物或氮化物混合；

步骤2、将步骤1所得混合物研磨、干燥，压制成生坯；

步骤3、对步骤2所得生坯进行真空烧结；所述真空烧结包括低温烧结阶段、脱除成型剂阶段、脱气预烧结阶段、固相烧结阶段、液相烧结阶段；

低温烧结阶段包括以下步骤：

步骤S1、以1～5℃/min的速率升温到130～170℃，然后保温5～20 min，真空度保持在5～30 Pa；

步骤S2、然后以2～6℃/min的速率升温到250～290℃，然后保温10～30 min，真空度保持在5～30 Pa；

步骤S3、以0.5～3.5℃/min的速率升温到340～380℃，然后保温20～60 min，真空度保持在15～50 Pa；

在脱除成型剂阶段，以0.4～1.2℃/min的速率升温到420～460℃，然后保温40～80min，于15～50 Pa真空度下脱除成型剂；

在脱气预烧结阶段，以0.5～3.5℃/min的速率升温到540～580℃，然后保温40～80min，于15～50 Pa真空度下进行脱气预烧结；

在固相烧结阶段，以2～6℃/min的速率升温到1190～1240℃，然后保温40～80 min，于5～30 Pa真空度下完成固相烧结；

在液相烧结阶段，以2～6℃/min的速率升温到1420～1460℃，然后保温40～120 min，于10～40Pa真空度下完成液相烧结。

2.根据权利要求1所述的硬质合金材料，其特征在于，所述粘结剂粒度为0.2~5μm；(W,Ti)C粉的粒度为0.5~8μm；WC粉的粒度为0.2~11μm；碳氮化物或氮化物的粒度为0.2~10μm；W粉的粒度为0.2~5μm。

3.权利要求1或2所述的表层脱碳相硬质合金材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将粘结剂、(W,Ti)C粉、WC粉、W粉、碳氮化物或氮化物混合；

步骤2、将步骤1所得混合物研磨、干燥，压制成生坯；

步骤3、对步骤2所得生坯进行真空烧结，所述真空烧结包括低温烧结阶段、脱除成型剂阶段、脱气预烧结阶段、固相烧结阶段、液相烧结阶段；

在所述脱除成型剂阶段中，以0.4～1.2℃/min的速率升温到420～460℃，然后保温40～80 min，于15～50 Pa真空度下脱除成型剂；

在脱气预烧结阶段，以0.5～3.5℃/min的速率升温到540～580℃，然后保温40～80min，于15～50 Pa真空度下进行脱气预烧结；

在所述固相烧结阶段中，以2～6℃/min的速率升温到1190～1240℃，然后保温40～80min，于5～30 Pa真空度下完成固相烧结；

在所述液相烧结阶段中，以2～6℃/min的速率升温到1420～1460℃，然后保温40～120min，于10～40Pa真空度下完成液相烧结。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2中，在所述研磨中，研磨速度为20~150r/min，和/或

研磨时间为5~80h。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2中，在所述研磨中，研磨速度为50~90r/min，和/或

研磨时间为10~80h。