[发明专利]一种高强高韧层状互通结构钢结硬质合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高韧层状互通结构钢结硬质合金，其特征在于，由硬质层和韧性层交替叠加组成，韧性层和硬质层的厚度比为1～2:8～9，所述韧性层由微孔铁基金属箔形成，所述韧性层的厚度为50μm-500μm，硬质层中含有WC硬质相、亚微米级强化相和Fe粘结相，亚微米级强化相为NbC和TaC中的一种或多种，所述高强高韧层状互通结构钢结硬质合金按照质量百分比由以下组分组成，WC硬质相60-70％、亚微米级强化相10-20％、Fe粘结相5-10％和微孔铁基金属箔10-20％，以上各组分的质量百分比之和为100％，所述微孔铁基金属箔中微孔的孔径为20μm-100μm，微孔间距为20μm-200μm。

2.制备如权利要求1所述的一种高强高韧层状互通结构钢结硬质合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分:

WC颗粒60-70％、NbC/TaC粉末10-20％、Fe粉末5-10％和微孔铁基金属箔10-20％，以上各组分的质量百分比之和为100％；

步骤2，将步骤1称取的WC颗粒、Fe粉末和NbC/TaC粉末混合均匀，形成混合粉末；

步骤3，按照模具尺寸对步骤1称取的微孔铁基金属箔进行剪裁；

步骤4，在模具中逐层交替铺设混合粉末层和微孔铁基金属箔层，然后冷压预制成型，形成冷压预制体；

步骤5，将冷压预制体装入热压模具内，在高温烧结炉内进行1200-1280℃热压烧结，然后进行后续热处理，即得高强高韧层状互通结构钢结硬质合金，其中韧性层和硬质层的厚度比为1～2:8～9；所述的一种高强高韧层状互通结构钢结硬质合金制备方法具体过程如下：将炉温升至1100-1150℃保温60min-90min进行预烧结，再将炉温升至1200-1280℃保温30min-120min进行准固态烧结，随后降温至1100-1160℃保温60min-120min进行致密化烧结，再降温至800-1000℃保温50min-70min进行应力松弛处理，最后随炉冷却至室温。

3.根据权利要求2所述的一种高强高韧层状互通结构钢结硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，WC颗粒的粒径为5μm-30μm，Fe粉末的粒径为1μm-10μm，NbC/TaC粉末的粒径为200nm-900nm。

4.根据权利要求2所述的一种高强高韧层状互通结构钢结硬质合金的制备方法，其特征在于，所述热压烧结过程中，烧结炉内升温速度不大于10℃/min，冷却过程中，烧结炉内降温速度不高于5℃/min。

5.根据权利要求2所述的一种高强高韧层状互通结构钢结硬质合金的制备方法，其特征在于，所述步骤5具体过程如下，所述准固态烧结阶段的炉内压力为5-10MPa，所述致密化烧结阶段的炉内压力为20-30MPa，所述应力松弛阶段的炉内压力为1-5MPa。