專利名稱：一種改性硬質(zhì)合金及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金材料，具體地，涉及一種改性硬質(zhì)合金及其制備。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500°C的溫度下也基本保持不變，在1000°C時(shí)仍有很高的硬度，廣泛用作工業(yè)切削刀具、礦山鉆頭、耐磨件、精密零件等。傳統(tǒng)硬質(zhì)合金工業(yè)制
備方法主要以粉末冶金方法為主，將碳化物與金屬粘結(jié)劑混合壓制成型，經(jīng)過燒結(jié)形
成致
密合金。因此硬質(zhì)合金的工業(yè)原料大量使用碳化物，其制備方法主要是為固相燒結(jié)反
應(yīng)制
備法，是一種耗時(shí)、耗能的制備方法。直接以金屬粉末或者氧化物作為原料，在燒結(jié)過
程
中一次完成碳化和燒結(jié)致密化過程，將大大縮短工藝流程，降低能耗，提高效率。目前的發(fā)明專利公開了一種硬質(zhì)合金，但是以傳統(tǒng)金屬粉末與碳粉混合制備硬質(zhì)合金由于原料顆粒過大，碳粉難以有效形成在金屬粉末外面包裹結(jié)構(gòu)，碳化反應(yīng)不均勻?qū)е陆M織缺陷偏析嚴(yán)重，極大制約著這種方法思路的實(shí)施。納米技術(shù)的發(fā)展給硬質(zhì)合金行業(yè)帶來了新的發(fā)展思路，推動(dòng)了高性能超細(xì)硬質(zhì)合金的制備技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種改性硬質(zhì)合金，該硬質(zhì)合金的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通合金或金屬的硬度。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案
一種改性硬質(zhì)合金，由以下重量份的組分制備完成
石墨烯0· 1-0. 8 份，碳粉:0.2-0. 5 份，Si :0.1-0. 3 份，Ti :0· 1-0. 8 份，P :0-0. 01 份，Cr :1-2 份，Ni :3-8 份，Mo :0· 5-2 份，F(xiàn)e : 100-200 份。具體地，由以下重量份的組分制備完成
石墨烯0. 3-0. 6 份，碳粉0. 3-0. 5 份，Si 0. 1-0. 3 份，Ti 0. 3-0. 6 份，P :0-0. 005份，Cr :1-2 份，Ni :5-7 份，Mo :0· 8-1. 5 份，F(xiàn)e : 120-180 份。具體地，由以下重量份的組分制備完成
石墨烯0. 5 份，碳粉:0.4 份，Si :0.2 份，Ti :0.5 份，P :0.002 份，Cr :2 份，Ni 6份，Mo I 份，F(xiàn)e :100 份。改性硬質(zhì)合金的制備方法，包括以下步驟
將石墨烯均勻分散于有機(jī)溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質(zhì)合金原料，將該混合料進(jìn)行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細(xì)粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產(chǎn)品O本發(fā)明具有以下有益效果
采用高活性石墨烯與金屬粉末作為制備硬質(zhì)合金的原料，在燒結(jié)過程中一步實(shí)現(xiàn)碳化和燒結(jié)，具有高效快捷的特點(diǎn)，尤其是采用氧化石墨烯作為添加成分，利用其表面帶有的大量含氧基團(tuán)以及易分散、高活性的特點(diǎn)，將其良好分散在乙醇等介質(zhì)中形成分散液再進(jìn)行添加，能有效克服傳統(tǒng)碳粉添加均一性差的不足；利用石墨烯具有巨大的表面積，且為超薄柔韌片狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使之通過簡單物理吸附包裹在金屬原料粉末表面，進(jìn)而在后續(xù)球磨過程中實(shí)現(xiàn)與金屬粉末的良好復(fù)合和嵌入，在基體中的良好分散，從而實(shí)現(xiàn)在后續(xù)燒結(jié)過程中使組織均勻，降低燒結(jié)缺陷；石墨烯在后續(xù)燒結(jié)過程中迅速被還原，并與基體硬質(zhì)合金發(fā)生反應(yīng)，調(diào)節(jié)硬質(zhì)合金中的碳含量，由于其具有比傳統(tǒng)石墨粉高得多的活性，因此能夠使硬質(zhì)合金基體碳含量更加均勻，改善組織均一性；利用石墨烯所具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能以及兼具的超高力學(xué)強(qiáng)度和柔韌性等特點(diǎn)，以殘余石墨烯發(fā)揮增強(qiáng)增韌作用，實(shí)現(xiàn)對硬質(zhì)合金力學(xué)性能的提升。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
一種改性硬質(zhì)合金，由以下重量份的組分制備完成
石墨烯0. I 份，碳粉:0.2 份，Si :0.1 份，Ti :0. I 份，Cr : I 份，Ni :3 份，Mo :0. 5 份，F(xiàn)e :100 份。改性硬質(zhì)合金的制備方法，包括以下步驟
將石墨烯均勻分散于有機(jī)溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質(zhì)合金原料，將該混合料進(jìn)行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細(xì)粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產(chǎn)品O實(shí)施例2
一種改性硬質(zhì)合金，由以下重量份的組分制備完成
石墨烯O. 8 份，碳粉O. 5 份，Si O. 3 份，Ti O. 8 份，P: O. 01 份，Cr 2 份，Ni 8 份，Mo 2 份，F(xiàn)e: 200 份。改性硬質(zhì)合金的制備方法，包括以下步驟
將石墨烯均勻分散于有機(jī)溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質(zhì)合金原料，將該混合料進(jìn)行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細(xì)粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產(chǎn)品O實(shí)施例3
一種改性硬質(zhì)合金，其特征在于，由以下重量份的組分制備完成
石墨烯0. 5 份，碳粉:0.4 份，Si :0.2 份，Ti :0.5 份，P :0.002 份，Cr :2 份，Ni 6份，Mo I 份，F(xiàn)e :100 份。改性硬質(zhì)合金的制備方法，包括以下步驟
將石墨烯均勻分散于有機(jī)溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質(zhì)合金原料，將該混合料進(jìn)行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細(xì)粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產(chǎn)品O
采用高活性石墨烯與金屬粉末作為制備硬質(zhì)合金的原料，在燒結(jié)過程中一步實(shí)現(xiàn)碳化和燒結(jié)，具有高效快捷的特點(diǎn)，尤其是采用氧化石墨烯作為添加成分，利用其表面帶有的大量含氧基團(tuán)以及易分散、高活性的特點(diǎn)，將其良好分散在乙醇等介質(zhì)中形成分散液再進(jìn)行添加，能有效克服傳統(tǒng)碳粉添加均一性差的不足；利用石墨烯具有巨大的表面積，且為超薄柔韌片狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使之通過簡單物理吸附包裹在金屬原料粉末表面，進(jìn)而在后續(xù)球磨過程中實(shí)現(xiàn)與金屬粉末的良好復(fù)合和嵌入，在基體中的良好分散，從而實(shí)現(xiàn)在后續(xù)燒結(jié)過程中使組織均勻，降低燒結(jié)缺陷；石墨烯在后續(xù)燒結(jié)過程中迅速被還原，并與基體硬質(zhì)合金發(fā)生反應(yīng)，調(diào)節(jié)硬質(zhì)合金中的碳 含量，由于其具有比傳統(tǒng)石墨粉高得多的活性，因此能夠使硬質(zhì)合金基體碳含量更加均勻，改善組織均一性；利用石墨烯所具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能以及兼具的超高力學(xué)強(qiáng)度和柔韌性等特點(diǎn)，以殘余石墨烯發(fā)揮增強(qiáng)增韌作用，實(shí)現(xiàn)對硬質(zhì)合金力學(xué)性能的提升。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改性硬質(zhì)合金，其特征在于，由以下重量份的組分制備完成石墨烯0· 1-0. 8 份，碳粉:0.2-0. 5 份，Si :0.1-0. 3 份，Ti :0· 1-0. 8 份，P :0-0. 01 份，Cr :1-2 份，Ni :3-8 份，Mo :0· 5-2 份，F(xiàn)e : 100-200 份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性硬質(zhì)合金，其特征在于，由以下重量份的組分制備完成石墨烯0. 3-0. 6 份，碳粉0. 3-0. 5 份，Si 0. 1-0. 3 份，Ti 0. 3-0. 6 份，P :0-0. 005份，Cr :1-2 份，Ni :5-7 份，Mo :0· 8-1. 5 份，F(xiàn)e : 120-180 份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性硬質(zhì)合金，其特征在于，由以下重量份的組分制備完成 石墨烯0. 5 份，碳粉0. 4 份，Si :0. 2 份，Ti :0. 5 份，P :0. 002 份，Cr :2 份，Ni 6份，Mo I 份，F(xiàn)e :100 份。
4.權(quán)利要求1-3之一所述的改性硬質(zhì)合金的制備方法，包括以下步驟 將石墨烯均勻分散于有機(jī)溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質(zhì)合金原料，將該混合料進(jìn)行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細(xì)粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產(chǎn)品O
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性硬質(zhì)合金，由以下重量份的組分制備完成石墨烯0.1-0.8份，碳粉0.2-0.5份，Si0.1-0.3份，Ti0.1-0.8份，P0-0.01份，Cr1-2份，Ni3-8份，Mo0.5-2份，F(xiàn)e100-200份。本發(fā)明的改性硬質(zhì)合金的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通合金或金屬的硬度，其制備方法非常簡單，特別適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C22C38/50GK102965590SQ20121047143
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者高熠輝 申請人:無錫常安通用金屬制品有限公司