[发明专利]基于多元复合碳氮化钛固溶体的含氮硬质合金及制备方法

权利要求书

1.一种基于多元复合碳氮化固溶体的含氮硬质合金，其特征在于该硬质合金的硬质相为WC和固溶体(Ti，M)(C_x，N_1-x)，粘结相为Co和/或Ni，硬质相、粘结相在所述硬质合金中均匀分布，

所述硬质合金的原料为Co和/或Ni粉、WC粉和固溶体(Ti，M)(C_x，N_1-x)粉，所述硬质合金中的氮元素通过固溶体(Ti，M)(C_x，N_1-x)粉引入，

固溶体(Ti，M)(C_x，N_1-x)中，0＜x＜1，组元M为W、Mo、Ta、Nb、V、Cr、Zr、Hf、Y和镧系元素中的至少两种。

2.根据权利要求1所述基于多元复合碳氮化固溶体的含氮硬质合金，其特征在于WC粉的重量百分数为45～96.9％，Co和/或Ni粉的重量百分数为3～25％，固溶体(Ti，M)(C_x，N_1-x)粉的重量百分数为0.1～30％。

3.一种基于多元复合碳氮化固溶体的含氮硬质合金制备方法，其特征在于工艺步骤如下：

(1)混料与造粒

原料为WC粉、Co和/或Ni粉、固溶体(Ti，M)(C_x，N_1-x)粉，其重量百分数如下：

WC粉                   45～96.9％

Co和/或Ni粉            3～25％

(Ti，M)(C_x，N_1-x)粉    0.1～30％

所述固溶体(Ti，M)(C_x，N_1-x)中，0＜x＜1，组元M为W、Mo、Ta、Nb、V、Cr、Zr、Hf、Y和镧系元素中的至少两种；

按上述原料的重量百分数计量各原料，然后将计量好的各原料依次进行湿法球磨、干燥、添加成型剂、干燥、筛分、造粒，形成颗粒状混合料；

(2)成型

将步骤(1)形成的颗粒状混合料装入模具的型腔，压制成硬质合金坯体；

(3)低压烧结

将步骤(2)制备的硬质合金坯体装入低压烧结炉中，抽真空至1×10^-1Pa，在250℃～600℃脱胶，然后升温至1100℃～1300℃并在该温度烧结1小时～2小时，烧结时间届满后，再升温至1400℃～1480℃并在该温度保温0.5小时～1.5小时，保温时间届满后，在该温度下向低压烧结炉中通入氩气至0.5MPa～6MPa并在氩气氛围中保温0.1小时～1小时，继后随炉冷却至室温，即获得基于多元复合碳氮化固溶体的含氮硬质合金。

4.根据权利要求3所述基于多元复合碳氮化固溶体的含氮硬质合金制备方法，其特征在于湿法球磨时加入酒精，球料比为4～8∶1，球磨时间为24小时～72小时。

5.根据权利要求3或4所述基于多元复合碳氮化固溶体的含氮硬质合金制备方法，其特征在于所述成型剂为橡胶、石蜡、聚乙二醇、SD胶中的一种，添加量为干燥后的混合粉料重量的0.5～3％。

6.根据权利要求3或4所述基于多元复合碳氮化固溶体的含氮硬质合金制备方法，其特征在于脱胶后升温至1100℃～1300℃的升温速度为3～5℃/min；烧结后升温至1400℃～1480℃的升温速度为1～3℃/min。

7.根据权利要求5所述基于多元复合碳氮化固溶体的含氮硬质合金制备方法，其特征在于脱胶后升温至1100℃～1300℃的升温速度为3～5℃/min；烧结后升温至1400℃～1480℃的升温速度为1～3℃/min。