專利名稱：一種改性硬質合金及其制備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種合金材料，具體地，涉及一種改性硬質合金及其制備。
背景技術：
硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、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劑混合壓制成型，經(jīng)過燒結形
成致
密合金。因此硬質合金的工業(yè)原料大量使用碳化物，其制備方法主要是為固相燒結反
應制
備法，是一種耗時、耗能的制備方法。直接以金屬粉末或者氧化物作為原料，在燒結過
程
中一次完成碳化和燒結致密化過程，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合金，但是以傳統(tǒng)金屬粉末與碳粉混合制備硬質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構，碳化反應不均勻導致組織缺陷偏析嚴重，極大制約著這種方法思路的實施。納米技術的發(fā)展給硬質合金行業(yè)帶來了新的發(fā)展思路，推動了高性能超細硬質合金的制備技術的發(fā)展。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種改性硬質合金，該硬質合金的硬度遠遠大于普通合金或金屬的硬度。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下的技術方案
一種改性硬質合金，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。改性硬質合金的制備方法，包括以下步驟
將石墨烯均勻分散于有機溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質合金原料，將該混合料進行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產品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合金的原料，在燒結過程中一步實現(xiàn)碳化和燒結，具有高效快捷的特點，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以及易分散、高活性的特點，將其良好分散在乙醇等介質中形成分散液再進行添加，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構的特點，使之通過簡單物理吸附包裹在金屬原料粉末表面，進而在后續(xù)球磨過程中實現(xiàn)與金屬粉末的良好復合和嵌入，在基體中的良好分散，從而實現(xiàn)在后續(xù)燒結過程中使組織均勻，降低燒結缺陷；石墨烯在后續(xù)燒結過程中迅速被還原，并與基體硬質合金發(fā)生反應，調節(jié)硬質合金中的碳含量，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)異的綜合力學性能以及兼具的超高力學強度和柔韌性等特點，以殘余石墨烯發(fā)揮增強增韌作用，實現(xiàn)對硬質合金力學性能的提升。
具體實施例方式實施例I
一種改性硬質合金，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。改性硬質合金的制備方法，包括以下步驟
將石墨烯均勻分散于有機溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質合金原料，將該混合料進行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產品O實施例2
一種改性硬質合金，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。改性硬質合金的制備方法，包括以下步驟
將石墨烯均勻分散于有機溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質合金原料，將該混合料進行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產品O實施例3
一種改性硬質合金，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。改性硬質合金的制備方法，包括以下步驟
將石墨烯均勻分散于有機溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質合金原料，將該混合料進行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產品O
采用高活性石墨烯與金屬粉末作為制備硬質合金的原料，在燒結過程中一步實現(xiàn)碳化和燒結，具有高效快捷的特點，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以及易分散、高活性的特點，將其良好分散在乙醇等介質中形成分散液再進行添加，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構的特點，使之通過簡單物理吸附包裹在金屬原料粉末表面，進而在后續(xù)球磨過程中實現(xiàn)與金屬粉末的良好復合和嵌入，在基體中的良好分散，從而實現(xiàn)在后續(xù)燒結過程中使組織均勻，降低燒結缺陷；石墨烯在后續(xù)燒結過程中迅速被還原，并與基體硬質合金發(fā)生反應，調節(jié)硬質合金中的碳 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)異的綜合力學性能以及兼具的超高力學強度和柔韌性等特點，以殘余石墨烯發(fā)揮增強增韌作用，實現(xiàn)對硬質合金力學性能的提升。最后應說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種改性硬質合金，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)權利要求I所述的改性硬質合金，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)權利要求I所述的改性硬質合金，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.權利要求1-3之一所述的改性硬質合金的制備方法，包括以下步驟 將石墨烯均勻分散于有機溶劑中形成分散液，再與其他原料粉末混合形成硬質合金原料，將該混合料進行熔融，冷卻為鑄錠后，研磨為細粉，干燥、造粒，再次熔融，得到所需產品O
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性硬質合金，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)明的改性硬質合金的硬度遠遠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。
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