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专利号: 2022116812795
申请人: 合肥工业大学
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
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种超硬硬质合金材料,其中,

所述硬质合金材料是由WC+A+B粉末混合物经SPS烧结制备得到,基于100wt.%的粉末混合物的总重量,所述粉末混合物中包含:

95.0wt.%~99.5wt.%的WC粉末,

0.5wt.%~5.0wt.%的A+B粉末,A为VC,以及B为HfC,

所述硬质合金材料的相对密度不低于99.9%。

2.根据权利要求1所述的超硬硬质合金材料,其中,所述粉末混合物中包含97.0wt.%~99.5wt.%的WC粉末。

3.根据权利要求1所述的超硬硬质合金材料,其中,所述粉末混合物中包含0.5wt.%~

3.0wt.%的A+B粉末。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的超硬硬质合金材料,其中,所述硬质合金材料的硬度为2750HV~2900HV;和/或

1/2 1/2

所述硬质合金材料的断裂韧性为4.0MPa·m ~8.0MPa·m 。

5.根据权利要求4所述的超硬硬质合金材料,其中,所述硬质合金材料的断裂韧性为

1/2 1/2

6.0MPa·m ~8.0MPa·m 。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的超硬硬质合金材料的制备方法,其包括如下步骤:

1)混粉:将WC粉末,A+B粉末放入硬质合金球磨罐中进行球磨混粉,得到的混合粉末进行干燥,基于100wt.%的混合粉末,所述粉末混合物中包含:95.0wt.%~99.5wt.%的WC粉末,0.5wt.%~5.0wt.%的A+B粉末,A为VC,以及B为HfC;

2)装模:将步骤1)得到的合金粉末放入石墨阴模中,并采用液压机进行预压,预压压力为5~20MPa;

3)烧结:将装配好的石墨模具置于SPS系统中,设置轴向压力为10~50MPa,抽真空至

10Pa以下,通电烧结;升温速率设置为50℃~100℃/min,烧结温度为1600℃~2000℃;保温

0~5min后结束烧结,随炉冷却;

4)取样:利用液压机将样品取出,样品表面的石墨采用喷砂处理去除,得到超硬硬质合金块体材料。

7.根据权利要求6所述的超硬硬质合金材料的制备方法,其中,步骤3)中的烧结温度为

1700℃~1900℃。

8.根据权利要求6所述的超硬硬质合金材料的制备方法,其中,所述WC粉末的纯度不低于99.9%,粉末粒度为0.1~1.0μm;

所述VC粉末的纯度不低于99.9%,粉末粒度为0.1~1.0μm;

所述HfC粉末的纯度不低于99.9%,粉末粒度为0.1~1.0μm。

9.根据权利要求6所述的超硬硬质合金材料的制备方法,其中,所述WC+A+B混合粉末置于所述石墨模具的中心位置。

10.根据权利要求6所述的超硬硬质合金材料的制备方法,其中,石墨阴模与粉末之间采用石墨衬套或石墨纸隔开,石墨压头与粉末之间采用石墨薄片或石墨纸隔开;装配好的石墨模具外围包裹一层保温用石墨毡。

11.根据权利要求6所述的超硬硬质合金材料的制备方法,其中,在烧结温度≤1400℃时,轴向压力为10~20MPa;在烧结温度大于1400℃,且小于或等于1600℃时,以梯度加压方式均匀加压至20~50MPa;以目标压力进行恒压烧结,直至烧结完成。

12.根据权利要求11所述的超硬硬质合金材料的制备方法,其中,在烧结温度大于1400℃,且小于或等于1600℃时,以梯度加压方式均匀加压至30~50MPa。

13.根据权利要求6所述的超硬硬质合金材料的制备方法,其中,在步骤3)中,升温速率设置为50~100℃/min。

14.一种超硬硬质合金块体材料,其由根据权利要求1至5中任一项所述的硬质合金材料制备得到的。