[发明专利]一种多相增强WC-Ni3

权利要求书

1.一种多相增强WC-Ni₃Al硬质合金其特征在于组分为质量分数84%~94%的WC、5%~15%的Ni₃Al、0.1%~0.5%的石墨烯、0.1%~5%的SiC晶须、0.1%~5%的ZrO₂、0.01%~0.2%的B。

2.权利要求1中所述的一种多相增强WC-Ni₃Al硬质合金其制备方法特征在于将权利要求1中所述的组分以及占总原料质量分数2%~4%的石蜡碎屑加入无水乙醇，并球磨混合均匀，然后经过烘干，研磨，过筛，压制成形，预烧脱蜡，最终在微波烧结炉中烧结获得样品，具体制备方法如下：

步骤一，按照质量分数称量WC粉末，Ni₃Al粉末，石墨烯，SiC晶须，ZrO₂粉末，B粉末，石蜡碎屑；

步骤二，将称量好的原料倒入硬质合金球磨罐，加入硬质合金磨球，加入无水乙醇至2/3~3/4罐，将装好料的球磨罐盖紧并将球磨罐内抽真空，然后进行球磨；

步骤三，将球磨后的混合物倒入不锈钢盘中，放入真空干燥箱烘干；

步骤四，将烘干所得的材料倒入不锈钢碾钵中碾碎，过筛，对未过筛的材料再次碾碎，重复多次直至材料都过筛为止，由此制备获得混合材料粉末；

步骤五，将制备获得的混合材料粉末装入成型模具中，采用压力机压制成型，获得成型试样；

步骤六，将成型试样放入钼丝真空炉内，将钼丝真空炉抽真空，然后加热成型试样至设定温度并保温一定时间，预烧结以除去成型剂石蜡，之后关闭加热系统并保持炉内真空，保持冷却水循环，试样随炉冷却至室温；

步骤七，将预烧结后获得的试样放入微波烧结炉内，将微波烧结炉抽真空，然后再通入一定量的氮气，开启水循环，启动微波加热系统将试样加热到设定温度并保温一定时间，之后关闭微波加热系统，保持水循环，试样随炉冷却至室温，由此制备获得多相增强WC-Ni₃Al硬质合金。

3.根据权利要求2，要求步骤一中所述的WC粉末粒径为200nm~1μm，Ni₃Al粉末粒径为200nm~1μm，石墨烯层数为1~10层、片层直径为5μm~50μm、厚度为3nm~10nm，SiC晶须直径为1μm~10μm、长度为5μm~50μm，ZrO₂粉末粒径为1μm~10μm，B粉末粒径为200nm~1μm，石蜡碎屑厚度为1mm~2mm、长度≤10mm、宽度≤5mm，要求所有原料纯度≥99.9%。

4.根据权利要求2，要求步骤二中加入的硬质合金磨球与原料质量比为3:1~5:1，磨球按直径Ф10mm：Ф5mm：Ф2mm数量比为1:2:4配置。

5.根据权利要求2，要求步骤二中球磨罐抽真空至≤1Pa，球磨机转速为300r/min~400r/min，球磨时间24h~36h。

6.根据权利要求2，要求步骤三中真空干燥箱抽真空至≤1Pa并保持，以70℃~80℃进行烘干。

7.根据权利要求2，要求步骤四中过筛选用标准网筛的目数为150目~300目。

8.根据权利要求2，要求步骤五中压制成型的压力为280MPa-300MPa，保压时间为2min~10min。

9.根据权利要求2，要求步骤六中钼丝真空炉抽真空至≤1Pa并保持，以升温速率为6℃/min~10℃/min加热成型试样至400℃并保温1h。

10.根据权利要求2，要求步骤七中微波烧结炉抽真空至≤1Pa，通氮气至炉内压力600Pa~900Pa。

11.根据权利要求2，要求步骤七中微波烧结的微波频率为2.45GHZ，烧结温度为1375°C~1550°C，保温时间为10min~20min，室温~350℃阶段的升温速率为20℃/min~35℃/min，350℃~1250℃阶段的升温速率为10℃/min~20℃/min，1250℃~1550℃阶段的升温速率为5℃/min~10℃/min。