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专利号: 2020105440268
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料,其特征在于,其原料配方为CoCrNiCuMn、TiNx、TiC和WC;其中所述TiNx中的x=0.3~0.9或x=1.1~1.3;

所述CoCrNiCuMn的质量百分比为5~20wt.%,TiNx的质量百分比为20~50wt.%,WC的质量百分比为2~10wt.%,余量为TiC。

2.一种CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、制备150nm以细的CoCrNiCuMn粉末;

将Co、Cr、Ni、Cu、Mn粉末进行球磨,制得150nm以细的CoCrNiCuMn粉末。

S2、制备150nm以细的TiNx粉末;

将按预设摩尔比的Ti粉和CH4N2O进行球磨,制得150nm以细的TiNx粉末,其中x=0.3~

0.9或x=1.1~1.3;

S3、制备150nm以细的TiC粉末;

将TiC粉末进行球磨,制得150nm以细的TiC粉末;

S4、制备150nm以细的WC粉末;

将WC粉末进行球磨,制得150nm以细的WC粉末;

S5、混料、预压、真空热压烧结制得CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料;

称取质量百分比为5~20wt.%的所述CoCrNiCuMn粉末,质量百分比为20~50wt.%的所述150nm以细的TiNx粉末,质量百分比为2~10wt.%的所述150nm以细的WC粉末,并将其一起加入所述150nm以细的TiC粉末中进行球磨,得到混合料;

将所述混合料装入硬质合金模具中预压,得到样品;

对所述样品进行真空热压烧结,制得CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料。

3.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法,其特征在于:在所述步骤S1中,Co、Cr、Ni、Cu、Mn按照1:1:1:1:1摩尔比混合进行球磨,且Co、Cr、Ni、Cu、Mn粉末纯度>99%,其中,Co粉末粒径为1~3μm,Cr粉末粒径<75μm,Ni、Cu、Mn粉末粒径<45μm。

4.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法,其特征在于:在所述步骤S2中,所述Ti粉和所述CH4N2O的预设摩尔比为6:1或5:1或4:1或10:3或20:7或5:

2或20:9或20:11或5:3或20:13,且所述Ti粉末的粒径为<30μm,纯度为>99.36%,所述CH4N2O的纯度为分析纯>99%。。

5.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法,其特征在于:在所述步骤S3中,所述TiC粉末的粒径为1~3μm,纯度为>99%;在所述步骤S4中,所述WC粉末的粒径为1~3μm,纯度为>99%。

6.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法,其特征在于:在所述步骤S1中的球磨工艺为:在充满氩气的手套箱中将Co、Cr、Ni、Cu、Mn混合装入WC硬质合金球磨罐中,球、料质量比为10:1~20:1,转速为300~600r/min,球磨时间为20~

50h,每转5h停机30min散热,每10h停机把粘到磨球及罐内壁的原料刮掉混匀后继续球磨,制得150nm以细的CoCrNiCuMn粉末;

在所述步骤S2中的球磨工艺为:在充满氩气的手套箱中将Ti粉和CH4N2O混合装入WC硬质合金球磨罐中,球、料质量比为10:1~20:1,转速为200~500r/min,球磨时间为30~60h,每10h停机30min散热,制得150nm以细的TiNx粉末;

在所述步骤S3中的球磨工艺为:在充满氩气的手套箱中将TiC粉末装入WC硬质合金球磨罐中,球、料质量比为10:1~20:1,转速为250~400r/min,球磨10~40h,每转5h停机

10min进行散热,制得150nm以细的TiC粉末;

在所述步骤S4中的球磨工艺为:在充满氩气的手套箱中将WC粉末装入WC硬质合金球磨罐中,球、料质量比为10:1~20:1,转速为250~400r/min,球磨时间为10~40h,每转5h停机

10min进行散热,制得150nm以细的WC粉末;

在所述步骤S5中的球磨工艺为:在充满氩气的手套箱中,称取质量百分比为5~

20wt.%的所述150nm以细的CoCrNiCuMn粉末,称取质量百分比为20~50wt.%的所述150nm以细的TiNx粉末,称取质量百分比为2~10wt.%的所述150nm以细的WC粉末,一起加入已经在WC硬质合金球磨罐中的所述150nm以细的TiC粉末中,球、料质量比为6:1~10:1,转速为

200~350r/min,球磨时间为1.5~5h,每转1h停机10min进行散热,制得所述混合料。

7.根据权利要求6所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法,其特征在于:步骤S1、S2、S3、S4和S5的球磨过程均采用直径分别为8mm、5mm和2mm三种外径的WC硬质合金球,且三种所述WC硬质合金球的质量比为3:1:1。

8.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法,其特征在于:所述预压的工艺为:预压压力为10~400MPa,预压时间为10~120s。

9.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法,其特征在于:所述真空热压烧结的工艺为:

烧结压力为40~50MPa,真空度为40Pa,以10~30℃/min的升温速率将烧结温度提升至

1200~1800℃,之后保温20~90min,最后降温卸压,制得CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料。

10.根据权利要求2所述的CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料的制备方法,其特征在于:所述以10~30℃/min的升温速率将烧结温度提升至1200~1800℃的过程中:以10~30℃/min的升温速率从室温升到1000℃,在1000℃保温20min;再以10~30℃/min的升温速率从1000℃升到1200~1800℃;

在所述降温卸压后,对降温卸压获得的毛坯进行表面磨削、去毛刺处理,得到所述CoCrNiCuMn-TiN-TiC-WC复合材料。