1.一种水刀喷嘴用硬质合金材料,其中,所述硬质合金材料是由WC+HfC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:
97.0wt.%~99.75wt.%的WC粉末,
0.25wt.%~3.0wt.%的HfC粉末。
2.根据权利要求1所述的水刀喷嘴用硬质合金材料,其中,所述WC粉末的含量为98.0wt.%~99.5wt.%。
3.根据权利要求1所述的水刀喷嘴用硬质合金材料,其中,所述HfC粉末的含量为0.5wt.%~2.0wt.%。
4.根据权利要求1所述的水刀喷嘴用硬质合金材料,其中,所述硬质合金材料的相对密度不低于99.9%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水刀喷嘴用硬质合金材料,其中,所述硬质合金材料的硬度为2750HV~2850HV。
6.根据权利要求5所述的水刀喷嘴用硬质合金材料,其中,
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所述硬质合金材料的断裂韧性为5.0MPa·m ~8.2MPa·m 。
7.根据权利要求5所述的水刀喷嘴用硬质合金材料,其中,
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所述硬质合金材料的断裂韧性为7.0MPa·m ~8.0MPa·m 。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的水刀喷嘴用硬质合金材料的制备方法,其包括如下步骤:
1)粉末混合:将WC粉末,HfC粉末放入行星式球磨机球磨混粉,得到的混合粉末进行真空干燥,基于100wt.%的混合粉末,所述粉末混合物中包含:97.0wt.%~99.75wt.%的WC粉末,0.25wt.%~3.0wt.%的HfC粉末;
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10MPa~50MPa,抽真空至10Pa以下,通电烧结;升温速率设置为30℃~100℃/min,烧结温度为1600℃~1900℃;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,得到硬质合金材料。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,步骤3)中的烧结温度为1700℃~1850℃。
10.根据权利要求8所述的方法,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HfC粉末的纯度不低于99.9%,粉末粒度为0.1~1.0μm。
11.根据权利要求8所述的方法,其中,所述真空干燥温度范围60~90℃,干燥时间20~36小时。
12.根据权利要求8所述的方法,其中,所述混合粉末置于所述石墨模具的中心位置。
13.根据权利要求8所述的方法,其中,石墨阴模与粉末之间采用石墨衬套隔开,石墨压头与粉末之间采用石墨薄片隔开;装配好的石墨模具外围包裹一层保温用石墨毡。
14.根据权利要求8所述的方法,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1500℃时,加压至20~50MPa;以目标压力进行恒压烧结,直至烧结完成。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,在烧结温度大于1400℃,且小于或等于1500℃时,加压至30~50MPa。
16.根据权利要求8所述的方法,其中,在步骤3)中,升温速率设置为30~100℃/min。