[发明专利]一种超细WC硬质合金的制备方法

权利要求书

1.一种超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，所述超细WC硬质合金无Co、Ni粘结相，所述超细WC硬质合金的分子式为WC-T-HEA，其中T为碳化物、氧化物或硼化物中的至少一种，所述T中包含B元素，所述B以过渡金属硼化物形式存在，HEA为高熵合金；所述HEA选自Al、Nb、Ti、Zr、Ge、Si、V、Ta、Cr、Mn、Ce、Mo、W、Hf元素中的至少五种，所述高熵合金HEA选自分子式为Al_0.4Hf_0.6NbTaTiZr、AlMo_0.5NbTa_0.5TiZr、AlNbTaTiV、AlNb_1.5Ta_0.5Ti_1.5Zr_0.5、AlCr₂Mo₂Nb₂Ti₂Zr、HfMoNbTiZr、HfNbTaTiZr、HfNbTiVZr、CrNbTiVZr、CrMo_0.5NbTa_0.5TiZr、TiZrHfNbCr、TiNbMoTaW、TiVNbMoTaW、HfMoTaTiZr或HfMoNbTaTiZr中的至少一种；所述T为Al₄C₃、HfC、TiC、Cr₃C₂、VC、ZrC、NbC、TaC、SiC、Mn₃C、MoC、CuC、Mg₂C₃、W₂C、CeO₂、La₂O₃、MgO、ZrO₂、Al₂O₃、ZrB₂、CrB₂、TiB₂或MnB₂中的至少两种，所述制备方法包括：步骤a，将所述高熵合金的原料放入真空感应熔炼炉中进行熔炼，将熔炼所得的熔融液进行铸造，制得高熵合金铸锭；步骤b，在惰性气氛保护下，采用机械破碎方式将所述高熵合金铸锭破碎，获得高熵合金粗粉末；步骤c，将亚微米WC粉末、T粉末及所述高熵合金粗粉末按照超细WC硬质合金成分比例加入到气流磨制粉机中，在惰性气氛下进行气流磨粉碎，去除分级步骤，所述去除分级步骤是在所述气流磨制粉机的旋风分离器内增设一通过管道与所述气流磨制粉机的压缩机相连通的过滤器，并将过滤器设置为能够阻挡超细粉通过，从而使得1μm以下粉末在旋风分离器内不被分离出来，混合在粉碎粉中，得到混合细粉；所述超细WC硬质合金成分包括：0.5wt%-5wt%的HEA，35wt%以下的T，0.1wt%-3wt%的B，余量为WC和不可避免的杂质；步骤d：将所述混合细粉进行压制成形、烧结获得所述的超细WC硬质合金。

2.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在步骤a中，将所述真空感应熔炼炉抽真空至真空度4Pa-9Pa时，向熔炼室内充入氩气使炉内压力至0.03MPa-0.06MPa后进行熔炼。

3.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述机械破碎采用两个颚式破碎机封闭式串连，在惰性气氛保护下，将所述高熵合金铸锭破碎至1mm-3mm的粗粉末。

4.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在步骤c中，所述气流磨制粉机的粉碎室压力为5MPa-11MPa，分选轮转速为3500rpm-4300rpm。

5.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在步骤c中，所述亚微米WC粉末的平均粒径为0.2μm-0.8μm，所述T粉末的平均粒径为0.5μm-1μm。

6.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，在所述步骤d中，将压制成形的坯体置于放电等离子烧结炉中并抽真空，调节烧结压力至35MPa-60MPa，升温至750-800℃，保温1min-2min，继续升温至1500℃-1700℃，保温5min-30min。

7.根据权利要求1所述的超细WC硬质合金的制备方法，其特征在于，所述HEA的熔点为1850℃以下。