[发明专利]一种高致密及高韧性的金属材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种金属材料及其制备方法；本发明金属材料以Ti(C，N)为硬质相，面心立方结构的Co为粘结相，(W，Mo，Ta)C固溶体为润湿相；其制备方法包括(W，Mo，Ta)C固溶体制备、粘结润湿相制备、真空球磨、金属陶瓷粉末制备、成型、低压烧结等步骤。本发明制备得到高致密、高强韧的金属材料，其硬度平均可达HRA92.9，抗弯强度平均可达2200MPa，断裂韧性平均可达12MPa·m^1/2。

主权项

1.一种金属材料的制备方法，其特征在于：所述金属材料以Ti (C,N) 为硬质相，面心立方结构的Co为粘结相，(W,Mo,Ta)C固溶体为润湿相；所述金属材料的组成及质量百分比为：Ti (C,N) 45%~50%，面心立方结构的Co 16%~20%，(W,Mo,Ta)C固溶体30%~35%；所述金属材料具有以下2θ角所示的X射线衍射峰：36.59°±0.2°、41.98°±0.2°、43.57°±0.2°、72.93°±0.2°、76.68°±0.2°、43.97°±0.2°、50.86°±0.2°、75.33°±0.2°；所述Ti (C,N)为Ti (C0.7,N0.3)，平均粒径为300~400nm；所述面心立方结构的Co平均粒径为100~300nm；所述(W,Mo,Ta)C固溶体的平均粒径为80~300nm，其中钨、钼、钽和碳的原子摩尔比为3~5:2~3:1.5~2: 6.5~10；它包括以下制备步骤：（1）(W,Mo,Ta)C固溶体制备：称取钨粉、钼粉、钽粉以及石墨粉，并加入稀土Re，所述稀土Re为铈族稀土中的至少一种的氧化物，然后将原料与碳化钨球一起装入不锈钢真空球磨罐进行高能球磨，再将反应产物放入高温气氛炉中，在氮氢混合气体气氛下，于800~900℃条件下进行热化合反应，得到(W,Mo,Ta)C固溶体粉末；（2）粘结润湿相制备：按比例称取面心立方结构的Co粉以及步骤（1）得到的(W,Mo,Ta)C固溶体，然后混合球磨，球磨后将料浆卸出后进行喷雾制粒，获得粘结润湿相粉末并置于管式还原炉中通H2还原；（3）真空球磨：按比例将Ti (C,N) 粉末与步骤（2）得到的粘结润湿相粉末混合，然后真空球磨；（4）金属陶瓷粉末制备：将步骤（3）真空球磨后的料浆卸出后进行喷雾干燥后制得粒度均匀、流动性良好的金属陶瓷粉末；（5）成型：将步骤（4）得到的金属陶瓷粉末装入模具中进行模压成型；（6）低压烧结：将步骤（5）得到的压坯装入低压烧结炉中进行低压烧结。