專利名稱：一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳化鎢為黑色六方晶體，具有很高的硬度，與金剛石相近。純的碳化鎢易碎，若摻入少量鈦、鈷或鋁等金屬，就能減少脆性。因此在碳化鎢中添加其他金屬從而改善其性能的研究成為一種趨勢。由于鋁具有輕質(zhì)、抗氧化性和優(yōu)良的延展性，因此經(jīng)常作為添加金屬。在碳化鎢中添加鋁制成的碳化鎢鋁硬質(zhì)合金是近幾年研究發(fā)展的新興技術(shù)材料，碳化鎢鋁是部分鋁原子進(jìn)入碳化鎢晶格中鎢的格位而形成的替位式固溶體合金，其在具有碳化鎢的高硬度，高耐磨性的基礎(chǔ)上又兼?zhèn)淞虽X的輕質(zhì)、抗氧化性及優(yōu)良的延展性性。該合金硬度高(顯微硬度大于25GPa)、彎曲強(qiáng)度高(彎曲強(qiáng)度達(dá)到1500MPa以上)并且密度較低(富鋁合金的密度可達(dá)3. Og/cm3)，正在發(fā)展成為新型高硬度、高強(qiáng)度、良好加工性、抗氧化溫度高的新型硬質(zhì)合金，該材料有望在機(jī)械加工工具、玻璃切割、鍛模、拉模、軋輥、油井鉆具、礦山鉆具、開鑿鉆具及電觸點(diǎn)材料等方面得到應(yīng)用。傳統(tǒng)的碳化鎢鋁硬質(zhì)合金制備方法是以碳化鎢粉末為原料，采用粉末冶金燒結(jié)工藝制備，但是由于碳化鎢鋁硬質(zhì)合金具有熔點(diǎn)高、耐高溫等性能，因此對燒結(jié)條件的要求較為苛刻并且難以實(shí)現(xiàn)其高致密燒結(jié)。為了降低燒結(jié)條件，獲得高致密合金燒結(jié)體，現(xiàn)有技術(shù)中公開了采用以鈷作為燒結(jié)劑制備碳化鎢鋁燒結(jié)體的方法，如申請?zhí)枮?00610016994. 1 的中國專利公開了一種碳化鎢鋁硬質(zhì)合金燒結(jié)體，該專利中以碳化鎢鋁粉末為原料、鈷為燒結(jié)劑通過真空熱壓燒結(jié)技術(shù)制備了一種碳化鎢鋁硬質(zhì)合金燒結(jié)體，具有高致密度、高顯微硬度和高彎曲強(qiáng)度。但是，鈷屬于稀有金屬，成本較高，難以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金，具有與碳化鎢鋁-鈷硬質(zhì)合金相當(dāng)?shù)男阅?，致密度高、顯微硬度高且彎曲強(qiáng)度高，但是成本較低。本發(fā)明提供了一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金，包括碳化鎢鋁、鐵和鎳；其中，鐵和鎳的摩爾比為1 5 5 1。優(yōu)選的，所述碳化鎢鋁的質(zhì)量與鐵和鎳的總質(zhì)量之比為5 15 1。優(yōu)選的，所述鐵和鎳的摩爾比為1 3 3 1。優(yōu)選的，所述碳化鎢鋁具有式(I)所示原子比(WhAlx)C(I)；式(I)中，0.10 彡 χ 彡 0. 86。本發(fā)明還提供了一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的制備方法，包括以下步驟將碳化鎢鋁粉末、鐵粉和鎳粉混合得到混合料；
將所述混合料進(jìn)行冷壓制成型，得到壓坯；將所述壓坯進(jìn)行真空燒結(jié)，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。優(yōu)選的，所述冷壓制成型的壓力為400MPa 500MPa。優(yōu)選的，所述真空燒結(jié)的溫度為1300°C 1500°C。優(yōu)選的，所述真空燒結(jié)的時(shí)間為0.證 池。優(yōu)選的，所述真空燒結(jié)的真空度小于lX10_3Pa。優(yōu)選的，還包括將得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行拋光處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以碳化鎢鋁粉末、鐵粉和鎳粉為原料，通過真空高溫?zé)Y(jié)技術(shù)制備了碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。鎳具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、延展性和耐腐蝕性；鐵具有較高的硬度、良好的延展性、可塑性和導(dǎo)熱性，按1 5 5 1的摩爾比將鐵和鎳添加到碳化鎢鋁中可以使碳化鎢鋁合金具備高致密度、高顯微硬度和高彎曲強(qiáng)度，與添加鈷的碳化鎢鋁合金具有相當(dāng)?shù)男阅?。由于鐵和鎳在自然界分布廣，取材容易，成本低，因此本發(fā)明制備得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金不僅具有高致密度、高顯微硬度和高彎曲強(qiáng)度，而且成本較低，經(jīng)濟(jì)適用。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明實(shí)施例公開了一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金，包括碳化鎢鋁、鐵和鎳；其中，鐵和鎳的摩爾比為1 5 5 1。所述碳化鎢鋁的質(zhì)量與鐵和鎳的總質(zhì)量之比為5 15 1，優(yōu)選為7 12 1。所述碳化鎢鋁優(yōu)選具有式(I)所示原子比(WhAlx)C (I)；式(I)中，優(yōu)選的χ滿足，0.10彡χ彡0.86，更優(yōu)選的χ滿足，0.20彡χ彡0.70。在本發(fā)明中，碳化鎢鋁為硬質(zhì)相，鐵和鎳為燒結(jié)劑。鎳是一種硬而有延展性的金屬，熔點(diǎn)為1453°C。鎳具有很強(qiáng)的耐腐蝕能力，多用于合金制造和金屬的電鍍，增加基材的延展性和抗腐蝕性。鐵是一種柔韌而有延展性的金屬，具有較高的硬度、良好的延展性、可塑性和導(dǎo)熱性。在本發(fā)明中，以鐵和鎳做為燒結(jié)劑，按1 5 5 1的摩爾比將鐵和鎳添加到碳化鎢鋁中使燒結(jié)體系獲得合適的燒結(jié)溫度和燒結(jié)氣氛，提高燒結(jié)的速度，從而提高了碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金燒結(jié)體的強(qiáng)度，使鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金燒結(jié)體具有良好的冶金性能。在本發(fā)明中，鐵和鎳的摩爾比為1 5 5 1，優(yōu)選為1 3 3 1，更優(yōu)選為 3 1、1 1 或 3 1。本發(fā)明還公開了一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的制備方法，包括以下步驟將碳化鎢鋁粉末、鐵粉和鎳粉混合得到混合料；將所述混合料進(jìn)行冷壓制成型，得到壓坯；將所述壓坯進(jìn)行真空燒結(jié)，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。本發(fā)明中，制備碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的原料包括碳化鎢鋁粉末。所述碳化鎢鋁粉末優(yōu)選具有式(I)所示原子比
(WhAlx)C (I)；式(I)中，優(yōu)選的χ滿足，0. 10 ^ χ ^ 0. 86，更優(yōu)選的χ滿足，0. 20 ^ χ ^ 0. 70。 本發(fā)明對于所述碳化鎢鋁粉末的來源沒有特殊限制，可以按照中國專利CN01U%44. 9公開的方法制備獲得。本發(fā)明中制備碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的原料還包括鐵粉和鎳粉，對于所述鐵粉和鎳粉的來源也沒有特殊限制。所述混合是首先將鐵粉和鎳粉按照摩爾比1 5 5 1進(jìn)行混合，鐵和鎳的摩爾比優(yōu)選為1 3 3 1，更優(yōu)選為3 1、1 1或3 1 ；然后將碳化鎢鋁粉末與鐵粉和鎳粉的混合物按照質(zhì)量比5 15 1進(jìn)行混合，優(yōu)選按質(zhì)量比為7 12 1進(jìn)行混合。本發(fā)明對于混合的方法沒有特殊限制，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法，如 將混合粉末在錐形混合器、球磨機(jī)、型混合器、螺旋混合器或酒桶式混合器中將粉末或混合料機(jī)械地混合均勻。混料可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的干法混料和濕法混料方法。濕法混料液體介質(zhì)可以為酒精、丙酮或水等液體物質(zhì)。本發(fā)明優(yōu)選為濕法混料，所述介質(zhì)優(yōu)選為酒精。得到混合料后，將其在模具內(nèi)按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法冷壓制成型，得到壓坯；所述冷壓制成型的壓力優(yōu)選為400MPa 500MPa，更優(yōu)選為430MPa 470MPa。得到壓坯后，將其進(jìn)行真空燒結(jié)，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。本發(fā)明中，所述真空燒結(jié)采用了真空燒結(jié)裝置，通過在燒結(jié)過程中施加溫度的同時(shí)增加真空條件，從而促使金屬顆粒之間的結(jié)合及成鍵，實(shí)現(xiàn)了粉末的致密化燒結(jié)。由于合金燒結(jié)過程中溫度一般較高，因此真空高溫?zé)Y(jié)不僅可以抑制燒結(jié)過程中顆粒的氧化行為，還保證了燒結(jié)過程中收縮的均勻性。所述真空燒結(jié)方法工藝簡單、操作方便并且生產(chǎn)量較大。在真空燒結(jié)過程中，真空度小于IX IO-3Pa,優(yōu)選為1 X IO-4Pa 1 X IO-3Pa ；燒結(jié)溫度為13001500°C，優(yōu)選為1400°C 1450°C ；燒結(jié)時(shí)間為0. 5h 2h，優(yōu)選為Ih 1.釙。經(jīng)過燒結(jié)得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金以燒結(jié)體形式存在，將碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行拋光處理、打磨、鍛造等加工處理后可以得到各類產(chǎn)品。得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金后，對其進(jìn)行X射線衍射分析，結(jié)果表明，在真空高溫?zé)Y(jié)過程中碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金十分穩(wěn)定，沒有分解，結(jié)晶很好，也沒有與鐵、鎳形成金屬間化合物，并且最終得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，結(jié)晶度明顯提高。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行密度測量和掃描電鏡分析，結(jié)果表明，碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金致密度很高。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行相對密度、顯微硬度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測定，結(jié)果表明，得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金具有高致密度、高顯微硬度和高彎曲強(qiáng)度。本發(fā)明以碳化鎢鋁粉末、鐵粉和鎳粉為原料，通過真空高溫?zé)Y(jié)技術(shù)制備了碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。鎳具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、延展性和耐腐蝕性；鐵具有較高的硬度、良好的延展性、可塑性和導(dǎo)熱性，按1 5 5 1的摩爾比將鐵和鎳添加到碳化鎢鋁中可以使碳化鎢鋁合金具備高致密度、高顯微硬度和高彎曲強(qiáng)度，與添加鈷的碳化鎢鋁合金具有相當(dāng)?shù)男阅?。由于鐵和鎳在自然界分布廣，取材容易，成本低，因此本發(fā)明制備得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金不僅具有高致密度、高顯微硬度和高彎曲強(qiáng)度，而且成本較低，經(jīng)濟(jì)適用。同時(shí)本發(fā)明提供的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的制備方法工藝簡單、操作方便，可以用于大批量生產(chǎn)。
為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金及其制備方法進(jìn)行說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。實(shí)施例1將30克(Wa5Ala5) C粉末和3克鐵粉與鎳粉的混合物進(jìn)行濕混，得到混合料，其中鐵粉和鎳粉摩爾比為3 1?；旌狭显?50MPa下冷壓制成型后，在1 X KT3Pa 1 X KT4Pa 真空條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，燒結(jié)時(shí)間為lh，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金燒結(jié)體。將燒結(jié)體經(jīng)過拋光處理，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行X射線衍射分析，結(jié)果表明，在真空高溫?zé)Y(jié)過程中碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金十分穩(wěn)定，沒有分解，結(jié)晶很好，也沒有與鐵、鎳形成金屬間化合物，并且最終得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，結(jié)晶度明顯提高。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行密度測量和掃描電鏡分析，結(jié)果表明，碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金致密度很高。對碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行相對密度、纖維硬度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測定，結(jié)果表明，得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的相對密度為99%，顯微硬度為2100Kg/mm2，彎曲強(qiáng)度為 1552MPa。實(shí)施例2將30克(Wa5Ala5) C粉末和3克鐵粉與鎳粉的混合物進(jìn)行濕混，得到混合料，其中鐵粉和鎳粉摩爾比為1 1?；旌狭显?50MPa下冷壓制成型后，在1 X KT3Pa 1 X KT4Pa 真空條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1470°C，燒結(jié)時(shí)間為lh，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金燒結(jié)體。將燒結(jié)體經(jīng)過拋光處理后，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行X射線衍射分析，結(jié)果表明，在真空高溫?zé)Y(jié)過程中碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金十分穩(wěn)定，沒有分解，結(jié)晶很好，也沒有與鐵、鎳形成金屬間化合物，并且最終得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，結(jié)晶度明顯提高。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行密度測量和掃描電鏡分析，結(jié)果表明，碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金致密度很高。對碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行相對密度、纖維硬度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測定，測定結(jié)果表明，得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的相對密度為98%，顯微硬度為2010Kg/mm2，彎曲強(qiáng)度為1466MPa。實(shí)施例3將30克(Wa5Ala5) C粉末和3克鐵粉與鎳粉的混合物進(jìn)行濕混，得到混合料，其中鐵粉和鎳粉摩爾比為1 3?；旌狭显?50MPa下冷壓制成型后，在1 X KT3Pa 1 X KT4Pa 真空條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1400°C，燒結(jié)時(shí)間為lh，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金燒結(jié)體。將燒結(jié)體經(jīng)過拋光處理后，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行X射線衍射分析，結(jié)果表明，在真空高溫?zé)Y(jié)過程中碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金十分穩(wěn)定，沒有分解，結(jié)晶很好，也沒有與鐵、鎳形成金屬間化合物，并且最終得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，結(jié)晶度明顯提高。對碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行密度測量和掃描電鏡分析，結(jié)果表明，碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金致密度很高。對碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行相對密度、纖維硬度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測定，測定結(jié)果表明，得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的相對密度為98 %，顯微硬度為1970Kg/mm2，彎曲強(qiáng)度為1417MPa。實(shí)施例4將30克(Wa5Ala5) C粉末和4克鐵粉與鎳粉的混合物進(jìn)行濕混，得到混合料，其中鐵粉和鎳粉摩爾比為3 1。混合料在450MPa下冷壓制成型后，在1 X KT3Pa 1 X KT4Pa 真空條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1390°C，燒結(jié)時(shí)間為lh，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金燒結(jié)體。將燒結(jié)體經(jīng)過拋光處理后，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行X射線衍射分析，結(jié)果表明，在真空高溫?zé)Y(jié)過程中碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金十分穩(wěn)定，沒有分解，結(jié)晶很好，也沒有與鐵、鎳形成金屬間化合物，并且最終得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，結(jié)晶度明顯提高。對碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行密度測量和掃描電鏡分析，結(jié)果表明，碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金致密度很高。對碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行相對密度、纖維硬度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測定，測定結(jié)果表明，得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的相對密度為99%，顯微硬度為1948Kg/mm2，彎曲強(qiáng)度為1630MPa。實(shí)施例5將30克(Wa5Ala5) C粉末和5克鐵粉與鎳粉的混合物進(jìn)行濕混，得到混合料，其中鐵粉和鎳粉摩爾比為3 1?；旌狭显?50MPa下冷壓制成型后，在1 X KT3Pa 1 X KT4Pa 真空條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1380°C，燒結(jié)時(shí)間為lh，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金燒結(jié)體。將燒結(jié)體經(jīng)過拋光處理后，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行X射線衍射分析，結(jié)果表明，在真空高溫?zé)Y(jié)過程中碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金十分穩(wěn)定，沒有分解，結(jié)晶很好，也沒有與鐵、鎳形成金屬間化合物，并且最終得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，結(jié)晶度明顯提高。對得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行密度測量和掃描電鏡分析，結(jié)果表明，碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金致密度很高。對碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行相對密度、纖維硬度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測定，測定結(jié)果表明，得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的相對密度為98%，顯微硬度為1846Kg/mm2，彎曲強(qiáng)度為1745MPa。比較例1將9克的(Wa 5A10.5) C粉末與1. 50克鈷粉混合后放入石墨磨具中，在1 X 10_3Pa真空條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，壓力為20MPa，燒結(jié)時(shí)間為15分鐘，得到碳化鎢鋁-鈷合金燒結(jié)體。將碳化鎢鋁-鈷合金燒結(jié)體經(jīng)過拋光處理，得到碳化鎢鋁-鈷合金。對碳化鎢鋁-鈷合金進(jìn)行相對密度、纖維硬度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測定，結(jié)果表明，得到的碳化鎢鋁-鈷合金的相對密度為99%，顯微硬度為1876Kg/mm2，彎曲強(qiáng)度為1130MPa。以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金，包括碳化鎢鋁、鐵和鎳；其中，鐵和鎳的摩爾比為1 5 5 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金，其特征在于，所述碳化鎢鋁的質(zhì)量與鐵和鎳的總質(zhì)量之比為5 15 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金，其特征在于，所述鐵和鎳的摩爾比為 1 ； 3 3 ； I0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金，其特征在于，所述碳化鎢鋁具有式 (I)所示原子比(H)C(I)；式(I)中，0. 10 彡 χ 彡 0. 86。
5.一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的制備方法，包括以下步驟將碳化鎢鋁粉末、鐵粉和鎳粉混合得到混合料；將所述混合料進(jìn)行冷壓制成型，得到壓坯；將所述壓坯進(jìn)行真空燒結(jié)，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述冷壓制成型的壓力為400MPa 500MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述真空燒結(jié)的溫度為1300°C 1500 "C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述真空燒結(jié)的時(shí)間為0.5h 池。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述真空燒結(jié)的真空度小于 IX KT3Pa。
10.根據(jù)權(quán)利要求5 9所述的制備方法，其特征在于，還包括將得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金進(jìn)行拋光處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金，包括碳化鎢鋁、鐵和鎳；其中，鐵和鎳的摩爾比為1∶5～5∶1。所述碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金的制備方法為將碳化鎢鋁粉末、鐵粉和鎳粉混合得到混合料；將所述混合料進(jìn)行冷壓制成型，得到壓坯；將所述壓坯進(jìn)行真空燒結(jié)，得到碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金。本發(fā)明按1∶5～5∶1的摩爾比將鐵和鎳添加到碳化鎢鋁中可以使碳化鎢鋁合金具備高致密度、高顯微硬度和高彎曲強(qiáng)度，與添加鈷的碳化鎢鋁合金具有相當(dāng)?shù)男阅?。由于鐵和鎳在自然界分布廣，取材容易，成本低，因此本發(fā)明制備得到的碳化鎢鋁-鐵鎳硬質(zhì)合金不僅具有高致密度、高顯微硬度和高彎曲強(qiáng)度，而且成本較低，經(jīng)濟(jì)適用。
文檔編號C22C1/05GK102492886SQ20111042706
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉建偉, 湯華國, 趙偉, 馬賢鋒 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所