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一種納米鉆石烯增強硬質(zhì)合金復(fù)合材料及其制備方法與流程

文檔序號:12698758閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種納米鉆石烯增強硬質(zhì)合金復(fù)合材料,其特征在于,該復(fù)合材料由以下重量份數(shù)的原料制成:硬質(zhì)合金粉30~60份、納米鉆石烯5~25份、663-Cu-稀土預(yù)合金粉15~25份、Co粉5~15份、Ni-Mn預(yù)合金粉5~15份、Fe-P預(yù)合金粉5~15份,上述各原料之和為100份。

2.如權(quán)利要求1所述納米鉆石烯增強硬質(zhì)合金復(fù)合材料,其特征在于,所述納米鉆石烯使用前須經(jīng)過清洗和表面鍍鈦處理,其粒度配比為50nm:100nm:250nm=(1-2):(2-3):(4-5)。

3.如權(quán)利要求2所述納米鉆石烯增強硬質(zhì)合金復(fù)合材料,其特征在于,所述納米鉆石烯使用前清洗和表面鍍鈦處理的具體步驟為:

a)超聲波堿洗:將納米鉆石烯置于堿液中超聲波堿洗,采用的超聲波頻率為25~30KHz,堿液為濃度8%~12%的NaOH溶液,堿液溫度為50 ℃~60℃,攪拌速度為25~30rpm,清洗時間為25~30min;

b)超聲波清洗:超聲波頻率均為30KHz,清洗液為去離子水,攪拌速度為25~30rpm,攪拌時間為20~30min,取上層清液測量pH值,反復(fù)清洗直至pH=7;

c)酸洗活化:酸洗液為濃度為25%~30%的硫酸溶液,酸洗溫度控制在50~60℃,攪拌速度為15~20rpm,攪拌時間為20~30min,以達到將原料表面活化的目的;

d)超聲波水洗:超聲波水洗為常溫清洗,超聲波頻率為30~40KHz,水洗液為去離子水。

4.將原料入去離子水中并旋轉(zhuǎn)攪拌,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為20~25rpm,攪拌時間為8~10min,取上層清液測量pH值,反復(fù)清洗直至pH=7;

e)真空鍍鈦:將清洗烘干后的納米鉆石烯顆粒與三氯化鈦和氫化鈦粉末混勻,在真空環(huán)境下加熱至700~800℃進行真空微蒸發(fā)鍍鈦處理1~2h即可。

5.如權(quán)利要求3所述納米鉆石烯增強硬質(zhì)合金復(fù)合材料,其特征在于,所述663- Cu-稀土預(yù)合金粉中,Sn5~7%,Zn5~7%,Pb2~4%,稀土1~3%,余量為Cu粉;Ni-Mn預(yù)合金粉中Ni和Mn的重量比為2:1,F(xiàn)e-P預(yù)合金粉中Fe和P的重量比為5:1。

6.如權(quán)利要求3所述納米鉆石烯增強硬質(zhì)合金復(fù)合材料,其特征在于,所述硬質(zhì)合金粉為碳化鎢或碳化鈦中的一種或兩種的混合。

7.權(quán)利要求2-5任一所述納米鉆石烯增強硬質(zhì)合金復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

1)將除納米鉆石烯以外的所有粉料加入到無水乙醇中研磨分散2~3h得到A液,將經(jīng)過處理后的納米鉆石烯在1000~1500rpm的轉(zhuǎn)速下,以重量比為(3~5):100的比例邊攪拌邊加入到無水乙醇中,在30~40KHz的超聲下分散2~3h得到B液,然后將A液和B液二者混合,繼續(xù)攪拌分散3~5h得到混合漿料;

2)將混合漿料放入蒸發(fā)儀中,在100℃真空干燥10~15h;

3)將干燥后的混合物在三維混料機中混合3~5h,然后在靜壓機中靜壓排除氣體,最后破碎成1~10mm大小的顆粒;

4)壓制與燒結(jié):

壓制:將破碎后的顆粒料裝入模具中,壓制成生坯;

微波燒結(jié):將壓制好的生坯微波燒結(jié),以10℃/min的速度升溫到600~700℃,保溫3~5h,然后以5℃/min的速度降到常溫,整個燒結(jié)過程在保護氣體下進行;

熱壓燒結(jié):將微波預(yù)燒結(jié)的塊體放入清洗過的石墨模具中,進行真空熱壓燒結(jié):先在3min內(nèi)將壓力均勻升到20~25MPa,溫度均勻升到1000~1100℃,保溫3~5min,然后停熱,待溫度降至750~800℃后,卸除壓力,將試樣放入保溫箱內(nèi),自然冷卻到室溫即可。

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