[发明专利]一种超细WC硬质合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种分子式为WC‑T‑HAE的超细WC硬质合金的制备方法，其中T为碳化物、氧化物或硼化物中的至少一种，HAE为高熵合金；将高熵合金的原料进行熔炼和铸造，制得高熵合金铸锭；在惰性气氛保护下，采用机械破碎方式将高熵合金铸锭破碎，获得高熵合金粗粉末；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，使原来被分离出来的1μm以下粉末混合在粉碎粉中，得到混合细粉，然后压制成形、烧结。本发明能够解决超细WC硬质合金制备过程氧含量过高问题，提高超细WC硬质合金的加工性能，能够通过加工达到光学级表面要求。

技术领域

本发明涉及一种WC基硬质合金的制备方法，特别涉及无Co、Ni粘结相的超细WC硬质合金的制备方法。

背景技术

无Co、Ni粘结相硬质合金与传统的WC-Co硬质合金相比有着更高的硬度，弹性模量，同时耐腐蚀性和耐磨性也有着大幅的提高，被逐步运用在精密光学模具，喷砂嘴，核工业密封件等要求高精度，高硬度，高弹性模量，高耐腐蚀性的领域。

中国发明专利申请CN1827817A公开了一种高熵合金粘结剂与复合碳化物烧结的硬质合金及其制作方法，称取复合碳化物和粘结相的金属粉末在球磨筒内进行混合，接着把球磨筒放入球磨机内进行至少10小时的高能球磨，然后向球磨筒中添加1-2wt％的石蜡作为润湿剂和粘结剂，再进行至少5小时的低能球磨，卸料与干燥后压制成圆胚，然后是脱酯和烧结，最后制得成品，但该方法并不适用于无Co、Ni粘结相超细碳化钨硬质合金的制备。

目前无Co、Ni粘结相超细WC硬质合金的制备方法一种是首先通过高能球磨方法制备亚微米WC粉体，提高粉体表面能，然后通过放电等离子烧结技术制备无粘结相超细WC硬质合金，这种制备方法在制备过程中容易引入杂质，另外亚微米WC粉体极易吸附氧，导致氧含量过高，在烧结过程中易与游离碳反应生成缺碳相，影响烧结试样加工性能。

发明内容

本发明的目的提供一种WC基硬质合金的制备方法，能够克服超细WC硬质合金制备过程氧含量过高问题，提高超细WC硬质合金的加工性能，能够通过加工达到光学级表面要求。

本发明提供的技术方案如下：

一种超细WC硬质合金的制备方法，所述超细WC硬质合金的分子式为WC-T-HAE，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，HAE为高熵合金；所述HAE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T中包含B元素，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，使原来被分离出来的1μm以下粉末混合在粉碎粉中，得到混合细粉；所述超细WC硬质合金成分包括：0.5wt％-5wt％的HAE，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。

本发明通过将高熵合金以合金粉末形式添加，相较于将高熵合金各元素分别以金属单质粉末形式添加，能够有效避免高熵合金部分活性元素的氧化，有利于降低氧含量，通过采用低氧制备工艺，能够避免制备过程中亚微米WC粉体吸附氧，提高超细WC硬质合金加工性能，经加工后，所述超细WC硬质合金的表面粗糙度Ra≤10nm。