[发明专利]一种硬质合金纳米粒径粉末与高性能烧结块体材料的制备方法

摘要

一种硬质合金纳米粒径粉末与高性能烧结块体材料的制备方法，属于新材料和新型粉末冶金技术领域。以纳米尺度的紫钨、微米尺度的钴氧化物和钒氧化物与石墨烯或碳纳米管或石墨烯与碳纳米管的混合物为原料，进行混合球磨；其次，将球磨后的混合粉末冷压成坯，置于流动氩气氛围下进行还原和碳化反应，制备出WC-Co-VC粉末；最后，利用超高压固相烧结技术，将纳米粒径的WC-Co-VC粉末进行烧结致密化，制备出高密度、高性能的纳米晶硬质合金块体材料。本发明合金块体材料具有物相纯净、致密度高、纳米晶粒尺寸分布均匀、力学性能优越等特点。

主权项

一种硬质合金纳米粒径粉末与高性能烧结块体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）以纳米尺度的紫钨（WO_2.72）、微米尺度的氧化钴（Co₃O₄）和氧化钒（V₂O₅）与石墨烯或碳纳米管或石墨烯与碳纳米管的混合物为原料，按照最终制备的硬质合金块体材料中Co含量的要求，将上述原料按还原和碳化所需的比例混合并进行球磨，球磨介质为去离子水，球磨转速为400‑600r/min，球磨时间为50‑150h，球料比为5:1‑15:1,球磨后的混合粉体放入真空干燥箱中烘干；（2）将球磨干燥后的混合粉末冷压成坯，置于通入流动的氩气的炉子中进行还原和碳化反应，反应温度为850‑1000℃，升温速率为10‑20℃/min,保温时间为1‑3h，合成纳米粒径的WC‑Co‑VC粉末颗粒；（3）将步骤（2）得到的纳米粒径的WC‑Co‑VC粉末利用超高压固相烧结的方法进行致密化，工艺参数为：全程保持烧结压力5‑20GPa，先加热到800‑850℃，保温10‑20min，再加热到1000‑1150℃，保温3‑8min，然后以速率5‑10℃/min降温至室温，去除烧结压力，制备得到高密度、高性能的纳米晶硬质合金块体材料。