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专利号: 2022101338537
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有核心‑边缘结构的高熵钢结硬质合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1:制备单一固溶体的高熵合金粉末,其中高熵合金粉末的元素包括钴、铬、铁、镍、锰;

S2:按照重量百分比计,将50‑60%的碳化钛粉末、10‑20%的碳化钨粉末、15‑20%的铁粉、10‑15%的高熵合金粉末进行混合球磨处理,后干燥过筛得混合粉末,其中,球磨成型剂采用石蜡,球磨介质为无水乙醇;

S3:将混合粉末压制成型后烧结处理,烧结工艺为:450℃下进行脱蜡处理,流动氢气为

80L/min;后在<10Pa的真空气氛中,以2.5‑3.5℃/min的升温速率升温至800℃,保温1h;后以1.0‑2.0℃/min的升温速率升温至1150℃,保温30min;后以1.0‑2.0℃/min的升温速率升温至1350℃,保温30min;最后以1.0‑2.0℃/min的升温速率升温至1490℃,保温1h,随炉冷却至室温,既得。

2.根据权利要求1所述的具有核心‑边缘结构的高熵钢结硬质合金的制备方法,其特征在于,S3中,烧结工艺为:450℃下进行脱蜡处理,流动氢气为80L/min;后在<10Pa的真空气氛中,以3℃/min的升温速率升温至800℃,保温1h;后以1.5℃/min的升温速率升温至1150℃,保温30min;后以1.67℃/min的升温速率升温至1350℃,保温30min;最后以1.2℃/min的升温速率升温至1490℃,保温1h,随炉冷却至室温,既得。

3.根据权利要求1所述的具有核心‑边缘结构的高熵钢结硬质合金的制备方法,其特征在于,S2中,按照重量百分比计,原料成分为55%的碳化钛粉末、15%的碳化钨粉末、20%的铁粉末和10%的高熵合金粉末。

4.根据权利要求1所述的具有核心‑边缘结构的高熵钢结硬质合金的制备方法,其特征在于,S2中,球磨处理中,球料比为10:1,球为直径6.25mm的硬质合金球,球磨转速为60r/min,球磨时间为24h。

5.根据权利要求1所述的具有核心‑边缘结构的高熵钢结硬质合金的制备方法,其特征在于,S2中,球磨处理后的干燥温度为80‑100℃,干燥时间为2‑3h,过筛选择100目筛网。

6.根据权利要求1所述的具有核心‑边缘结构的高熵钢结硬质合金的制备方法,其特征在于,碳化钛粉末:纯度≥99.5%,氧含量≤0.28%,平均粒径为2‑4μm;铁粉:纯度≥

99.6%,氧含量≤0.12%,粒径‑200目;高熵合金粉末:纯度≥99.5%,氧含量≤0.12%,平均粒径为25μm;碳化钨粉末:纯度≥99.5%,氧含量≤0.28%,平均粒径为2‑4μm。

7.根据权利要求1所述的具有核心‑边缘结构的高熵钢结硬质合金的制备方法,其特征在于,S1中,高熵合金粉末的制备方法如下:按照等原子比或接近等原子比称取钴、铬、铁、镍、锰的金属块,后放入感应炉中熔炼,熔炼次数设为5‑6次,熔炼后注入雾化喷嘴雾化获得高熵合金粉末。

8.根据权利要求1或6所述的具有核心‑边缘结构的高熵钢结硬质合金的制备方法,其特征在于,高熵合金粉末中,钴、铬、铁、镍、锰的纯度均不低于99.5%。

9.根据权利要求1所述的具有核心‑边缘结构的高熵钢结硬质合金的制备方法,其特征在于,S3中,采用油压机进行压制,压力为200MPa。