[发明专利]一种水刀用高熵合金粘结相碳化钨硬质合金及其制备方法

权利要求书

1.一种水刀用高熵合金粘结相碳化钨硬质合金，其特征在于：以高熵合金为粘结相，以碳化钨为硬质相；所述高熵合金在高熵合金粘结相超细碳化钨硬质合金中质量百分比为0.2～1％。

2.权利要求1所述水刀用高熵合金粘结相碳化钨硬质合金的制备方法，其特征在于：将高熵合金粉与WC粉末混合后进行HPS热压烧结成型，获得高熵合金粘结相碳化钨硬质合金。

3.根据权利要求2所述水刀用高熵合金粘结相碳化钨硬质合金的制备方法，其特征在于：所述烧结的过程中，压力为40～70MPa。

4.根据权利要求2所述水刀用高熵合金粘结相碳化钨硬质合金的制备方法，其特征在于：所述烧结的过程中，温度为1250～1450℃。

5.根据权利要求2所述水刀用高熵合金粘结相碳化钨硬质合金的制备方法，其特征在于：所述高熵合金的组元为Al、Co、Cr、Cu、Fe和Ni的至少五种，且每种元素的原子百分比为5～35％。

6.根据权利要求2所述水刀用高熵合金粘结相碳化钨硬质合金的制备方法，其特征在于：该高熵合金粘结相碳化钨硬质合金，具体包括以如下制备步骤：将制取的高熵合金粉末和WC粉末混匀，并在惰性氛围下进行球磨，过筛，获得混合物；再将混合物置于HPS热压烧结炉中进行热压烧结，冷却后获得水刀用低含量高熵合金粘结相碳化钨硬质合金；所述热压烧结条件包括：压力40MPa～70MPa，温度为1250～1450℃。

7.根据权利要求6所述水刀用高熵合金粘结相碳化钨硬质合金的制备方法，其特征在于：该热压烧结过程中还包括抽真空，调节烧结压力，即以100～200℃/min升温至1100℃，再继续以50～100℃/min升温至1250～1450℃，在1250～1450℃下保温烧结5～15分钟。

8.根据权利要求2所述水刀用高熵合金粘结相碳化钨硬质合金的制备方法，其特征在于：该高熵合金粘结相碳化钨硬质合金，具体包括以如下制备步骤：

1)将平均粒径小于50μm的Al、Co、Cr、Cu、Fe和Ni粉末按摩尔比为0.5:1:1:1:1:1的配比称取，并在混粉机上混料6小时，将混料后的粉末置入硬质合金球磨罐中，按10:1的球料比装入硬质合金磨球，以300转/分钟的转速在氩气环境下干磨40小时后，再以乙醇为介质湿磨2小时，干燥过筛后获得高熵合金粉末；

2)称取0.7g步骤1)的高熵合金粉末和140g平均粒径为0.4μm的WC粉末，并在混粉机上混料6小时，将混料后的粉末置入硬质合金球磨罐中，按5:1的球料比装入硬质合金磨球，以300转/分钟的转速在氩气环境下干磨30小时后，再以乙醇为介质湿磨2小时，干燥过筛后获得均匀的混合粉末；

3)将120g步骤2)的混合粉末装入边长为36mm的方形石墨模具模腔中，放入HPS热压烧结炉中，抽至真空小于10Pa，调节烧结压力至60MPa，然后以200℃/min的升温速度升温至1100℃，再以50℃/min升温至1400℃，保温15分钟，最后随炉冷却至100℃，即获得WC平均晶粒大小为340nm，致密度为99.5％，维氏硬度为2526HV₃₀，断裂韧性为7.76MPa m^1/2的基于高熵合金粘结相的碳化钨硬质合金。