[发明专利]一种梯度碳化钨基微纳复合刀具材料及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度碳化钨基微纳复合刀具材料，其特征是：梯度层包括对称的5层，自表及里，碳化钨比例减小，碳化钛比例增大，氧化铝比例增大；表层按(93.7～93.9)WC-(1～4)TiC-(4～1)Al₂O₃+0.6Cr₃C₂-0.4VC-(0.3-0.1)石墨烯质量配比，过渡层按(88.7～88.9)WC-(2～8)TiC-(8～2)Al₂O₃+0.6Cr₃C₂-0.4VC-(0.3-0.1)石墨烯质量配比，芯层按(83.7～83.9)WC-(3～12)TiC-(12～3)Al₂O₃+0.6Cr₃C₂-0.4VC-(0.3-0.1)石墨烯质量配比。

2.根据权利要求1所述的一种梯度碳化钨基微纳复合刀具材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)制备表层、过渡层、芯层三种粉末无水乙醇混合液

表层按(93.7～93.9)WC-(1～4)TiC-(4～1)Al₂O₃+0.6Cr₃C₂-0.4VC-(0.3-0.1)石墨烯质量配比，过渡层按(88.7～88.9)WC-(2～8)TiC-(8～2)Al₂O₃+0.6Cr₃C₂-0.4VC-(0.3-0.1)石墨烯质量配比，芯层按(83.7～83.9)WC-(3～12)TiC-(12～3)Al₂O₃+0.6Cr₃C₂-0.4VC-(0.3-0.1)石墨烯质量配比；将混合原料及4％质量比聚乙烯吡咯烷酮放入无水乙醇，超声分散；按8：1的球料比加入磨球，按200ml:1kg的无水乙醇料比加入无水乙醇，球磨至均匀；分别制得表层、过渡层、芯层三种粉末无水乙醇混合液；

(2)干燥过筛

将步骤(1)制得的表层、过渡层、芯层三种粉末无水乙醇混合液分别放入真空干燥箱干燥，然后随箱冷却至室温、过筛，得到表层混合粉料、过渡层混合粉料、芯层混合粉料；

(3)压制成型

根据模具大小及梯度层厚度计算出各梯度层粉末重量，依次将表层混合粉料放入模具、铺平、压制，在表层混合料上放过渡层混合粉料铺平、压制，在过渡层压制混合料上放芯层混合粉料铺平、压制，在芯层压制混合料上放过渡层混合粉料、铺平、压制，在过渡层压制混合料上放表层混合粉料铺平、压制，将5层梯度粉体压制成型；

(4)真空烧结

将步骤(3)制得的压坯及模具一起放入热压炉中，热压炉真空度保持在10Pa以下，按40℃/min升温至升温至1400～1600℃，保温15min，然后断电随炉冷却；在室温至1200℃期间，压力保持5MPa，1200℃升温至1400～1600℃期间压力保持15MPa，保温期间压力保持30MPa。

3.根据权利要求2所述的一种梯度碳化钨基微纳复合刀具材料的制备方法，其特征是：步骤(1)中超声分散时间为60分钟，球磨时间为48小时；步骤(2)中真空干燥箱保持温度80℃干燥6小时。