[发明专利]一种多相增强WC-Ni3

说明书

本发明公开了一种多相增强WC‑Ni₃Al硬质合金及其制备方法，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，其制备方法特征在于将上述组分的原料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。本发明通过添加石墨烯、SiC晶须、ZrO₂粉末、B粉末综合提高WC‑Ni₃Al硬质合金的致密度、硬度、强度、断裂韧性、耐磨性能，制备方法具有节能、高效的优点。

技术领域

本发明属于硬质合金制备技术领域，具体涉及一种多相增强WC-Ni₃Al硬质合金及其制备方法。

背景技术

WC硬质合金广泛应用于机械加工切削刀具，矿山装备、冶金、工程机械的耐磨零件等场合。WC硬质合金通常采用Co作为粘结相，但是Co在高温下屈服强度会急剧下降，导致WC-Co硬质合金在高温下的强度、硬度、耐磨性能会极大降低。有研究发现Ni₃Al与WC具有较好的润湿性，而且Ni₃Al具备很好的高温强度，高温抗蠕变能力，高温抗氧化性和较强的抗腐蚀性，采用Ni₃Al作为粘结相有望提高WC硬质合金的高温性能。但是Ni₃Al作为金属间化合物在常温下表现出脆性，因此采用Ni₃Al作为粘结相的硬质合金需要进行强韧化。授权公告号CN105907997B公开了一种原位自生纳米Al₂O₃增韧WC-Ni₃Al复合材料及其制备方法，CN103436759B公开了一种Zr元素增韧的WC-Ni₃Al硬质合金及其制备方法，这些制备方法仅采用了单一的增韧方式，没有对WC-Ni₃Al硬质合金的硬度、强度、断裂韧性、耐磨性进行综合提升，而且这些制备方法采用了放电等离子烧结、电热烧结的工艺，制备过程电能消耗极大。

微波烧结技术是利用材料与微波之间的耦合，使材料吸收微波能量整体加热至烧结温度而实现致密化。相比传统的烧结方法，微波烧结具有烧结速度快，整体均匀加热，能耗低，能提高材料致密度，增加晶粒均匀性，安全无污染等优点。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种多相增强WC-Ni₃Al硬质合金及其制备方法，其特征在于将质量分数为84%~94%的WC粉末、5%~15%的Ni₃Al粉末、0.1%~0.5%的石墨烯、0.1%~5%的SiC晶须、0.1%~5%的ZrO₂粉末、0.01%~0.2%的B粉末、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。

本发明提出通过添加石墨烯、SiC晶须、ZrO₂、B综合提高WC-Ni₃Al硬质合金的致密度、硬度、强度、断裂韧性、耐磨性能，并采用微波烧结技术降低烧结过程中的能耗，减少烧结时间。本发明所制备的WC-Ni₃Al硬质合金具有致密度高、硬度高、抗弯强度高、断裂韧性好、热硬性好、耐磨性能好的优点，制备方法具有节能、高效的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。