本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金的制備方法，具體是一種wc/co-tib2硬質(zhì)合金的制備方法。
背景技術(shù)：
碳化鎢/鈷（wc/co）系是一種具有高硬度及強(qiáng)度，同時兼具良好的紅硬性和耐磨性等特性的硬質(zhì)合金，適宜在高溫下進(jìn)行機(jī)械加工，廣泛應(yīng)于特種加工，航天、石油、汽車、冶金、化工等領(lǐng)域，可用于制造特種刀具，航空發(fā)動機(jī)，窯爐的結(jié)構(gòu)材料、噴氣發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等。近年來，隨著硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，新型納米級高硬度、高韌性、高強(qiáng)度超細(xì)硬質(zhì)合金材料的研制與開發(fā)，wc/co系硬質(zhì)合金越來越得到了人們的重視。然而，該硬質(zhì)合金系產(chǎn)品的中卻存在著許多不足：wc/co系硬質(zhì)合金在高溫高壓環(huán)境下強(qiáng)度不足、導(dǎo)電性不佳，這些不足限制了wc/co系硬質(zhì)合金在高溫環(huán)境高壓、強(qiáng)腐蝕等特殊工作環(huán)境下的應(yīng)用。而二硼化鈦（tib2）是一種高硬度（熱壓tib2硬度為1800-2700kg/mm2）,導(dǎo)電性良好（常溫下導(dǎo)電率為15×10-6ω·c），，高熔點（2850℃），耐腐蝕性的常用陶瓷材料。而且co與tib2有良好的潤濕性，并且其高濕熱硬性有助于提高陶瓷材料的切削性能，因此，wc/co-tib2可以成為解決wc/co系硬質(zhì)合金在特殊條件下強(qiáng)度不足，導(dǎo)電性較差這一問題的新型復(fù)合材料。
而由于wc的燒結(jié)性較差，即使使用co作為粘結(jié)劑進(jìn)行燒結(jié)，其溫度也要達(dá)到1350℃以上，目前主要的燒結(jié)方法有常壓燒結(jié)、氣壓燒結(jié)，熱等靜壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和放電等離子燒結(jié)等方法。其溫度也要達(dá)到1350℃以上，目前主要的燒結(jié)方法有常壓燒結(jié)、氣壓燒結(jié)，熱等靜壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和放電等離子燒結(jié)等方法，其中常壓燒結(jié)及氣壓燒結(jié)制備的wc/co系硬質(zhì)合金性能較差，難以達(dá)到較高的致密度；熱等靜壓燒結(jié)設(shè)備成本高，燒結(jié)工藝復(fù)雜，難以應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；放電等離子燒結(jié)則只能應(yīng)用于小批量生產(chǎn)，且不能直接燒結(jié)成特定的形狀，需要后期加工。因此可以采用熱壓燒結(jié)法制備wc/co-tib2，使其在保證材料性能的前提下，降低生產(chǎn)成本及能源消耗，廣泛應(yīng)用于高溫高壓、強(qiáng)腐蝕等工作環(huán)境下的關(guān)鍵零部件材料的生產(chǎn)中。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，公開號為cn1528709的中國專利公開了一種tib2基金屬陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，該方法介紹了一種以tib2，cu,ni為主要原料，采用不同比例對三種組分進(jìn)行混合制備的方法，該方法制備出的金屬陶瓷具有密度小、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、低變形、高抗熱沖擊性等優(yōu)點，但該方法探討的制備方法僅適用于tib2-ni/cu系金屬陶瓷的制備，應(yīng)用范圍較窄，不適用于wc/co為主要成分的硬質(zhì)合金的制備。經(jīng)文獻(xiàn)檢索還發(fā)現(xiàn)，韓少為、王維民等在《稀有金屬材料與工程》（2007年8月，第36卷增刊1，第549-552頁）發(fā)表了“放電等離子燒結(jié)法制備二硼化鈦多孔陶瓷”，該文章介紹了一種以tib2為基本原料，采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)，通過控制燒結(jié)溫度、壓力及時間，制備高強(qiáng)度高氣孔率的二硼化鈦多孔陶瓷材料，該方法制備二硼化鈦多孔陶瓷材料成型速度快，且強(qiáng)度高，但該方法僅適用于純tib2陶瓷的制備，且生產(chǎn)的成品無法達(dá)到特定形狀，需要再加工，因此該方法制備的陶瓷成本高，后續(xù)加工難度大，不適合制造高精度，形狀復(fù)雜的零件。
通過檢索現(xiàn)有專利和文獻(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)有采用熱壓燒結(jié)法制備wc/co-tib2硬質(zhì)合金的報導(dǎo)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)方法簡單的熱壓燒結(jié)法制備wc/co-tib2硬質(zhì)合金，增強(qiáng)了材料在高溫下的導(dǎo)電性，同時提高了材料的耐腐蝕性。
本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種熱壓燒結(jié)的wc/co-tib2硬質(zhì)合金復(fù)合材料，其組份為：粒度為0.8微米的wc粉（90.57,89.04,87.38）%，粒度為0.8微米的co粉（7.88,7.74,7.60）%,粒度為1.2微米的tib2粉（1.55,3.22,5.02）%，上述原料通過與無水乙醇混合配料，烘干后燒結(jié)成型制備得wc/co-tib2復(fù)合材料。
上述wc/co-zrb2復(fù)合材料的制備方法具體步驟為：
（1）首先將粒度0.8微米重量百分比為（90.57,89.04,87.38）％的wc粉和粒度0.8微米重量百分比為（7.88,7.74,7.60）％的co粉裝入行星球磨機(jī)中混合，分散介質(zhì)為無水乙醇，轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分，時間為16小時，再加入粒度為1.2微米重量百分比為（1.55,3.22,5.02）％的tib2混合6小時，取出烘干。
（2）將干燥后的原料放入石墨磨具中，并將石墨磨具置于熱壓燒結(jié)爐中。接著，在常溫下預(yù)壓15min。然后，以15℃/min的升溫速率升溫至1200℃，加壓至10mpa。隨后5min升溫至1400℃，再加壓至20mpa，保溫保壓1.5小時。最后，開始卸壓，冷卻至常溫。最終得到wc/co-tib2硬質(zhì)合金。
本發(fā)明制備方法可燒結(jié)復(fù)雜樣品，所得復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能及耐腐蝕性，同時在高溫環(huán)境下具備良好的導(dǎo)電性，適合批量生產(chǎn)，具有良好的商業(yè)價值。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于石油開采，航空航天，等高溫、強(qiáng)腐蝕工作環(huán)境下的關(guān)鍵零部件材料的生產(chǎn)中。
具體實施方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明：本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
實施例1：
（1）首先將粒度為0.8微米重量百分比為90.57%的wc粉和粒度為0.8微米重量百分比為7.88％的co粉裝入行星球磨機(jī)中混合，轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分，時間為16小時，再加入粒度為1.2微米重量百分比為1.55%的tib2粉混合6小時，取出烘干8小時，取出后烘干。
（2）將干燥后的原料放入石墨磨具中，并將石墨磨具置于熱壓燒結(jié)爐中。接著，在常溫下預(yù)壓15min。然后，以15℃/min的升溫速率升溫至1200℃，加壓至10mpa。隨后5min升溫至1400℃，再加壓至20mpa，保溫保壓1.5小時。最后，開始卸壓，冷卻至常溫。最終得到wc/co-tib2硬質(zhì)合金。
經(jīng)測得抗彎強(qiáng)度為584mpa，斷裂韌性為6.87mpa·m1/2，維氏硬度為17.78gpa。
實施例2:
（1）首先將粒度為0.8微米重量百分比為89.04％的wc粉和粒度為0.8微米重量百分比為7.74％的co粉裝入行星球磨機(jī)中混合，轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分，時間為16小時，再加入粒度為1.2微米重量百分比為3.22%的tib2粉混合6小時，取出烘干8小時，取出后烘干。
（2）將干燥后的原料放入石墨磨具中，并將石墨磨具置于熱壓燒結(jié)爐中。接著，在常溫下預(yù)壓15min。然后，以15℃/min的升溫速率升溫至1200℃，加壓至10mpa。隨后5min升溫至1400℃，再加壓至20mpa，保溫保壓1.5小時。最后，開始卸壓，冷卻至常溫。最終得到wc/co-tib2硬質(zhì)合金。
經(jīng)測得抗彎強(qiáng)度為569mpa，斷裂韌性為6.99mpa·m1/2，維氏硬度為17.94gpa。
實施例3:
（1）首先將粒度為0.8微米重量百分比為87.38％的wc粉和粒度為0.8微米重量百分比為7.60％的co粉裝入行星球磨機(jī)中混合，轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分，時間為16小時，再加入粒度為1.2微米重量百分比為5.02%的tib2粉混合6小時，取出烘干8小時，取出后烘干。
（2）將干燥后的原料放入石墨磨具中，并將石墨磨具置于熱壓燒結(jié)爐中。接著，在常溫下預(yù)壓15min。然后，以15℃/min的升溫速率升溫至1200℃，加壓至10mpa。隨后5min升溫至1400℃，再加壓至20mpa，保溫保壓1.5小時。最后，開始卸壓，冷卻至常溫。最終得到wc/co-tib2硬質(zhì)合金。
經(jīng)測得抗彎強(qiáng)度為424mpa，斷裂韌性為7.03mpa·m1/2，維氏硬度為18.09gpa。
上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。