一種添加有碳化鎢的耐高溫合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種添加有碳化鎢的耐高溫合金，由下列重量份的原料制成：碳化鎢25?35份、鎂合金15?25份、鋁合金15?25份、鎳5?10份、鐵3?6份、鈷4?7份、氧化鋅3?7份、羥基氧化鐵2?5份、氮化硅7?12份、硼酸鈉5?12份、硫酸鋁5?9份、十六烷基三甲基氯化銨3?6份、木質素磺酸鈉6?10份、異丙醇胺3?9份、抗氧化劑5?10份、熱穩(wěn)定劑5?10份。制備而成的添加有碳化鎢的耐高溫合金，其抗壓強度高、彈性模量高、耐高溫性能穩(wěn)定。同時，還公開了相應的制備方法。
【專利說明】
-種添加有碳化鉆的耐高溫合金及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及金屬材料技術領域，特別設及一種添加有碳化鶴的耐高溫合金及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 合金，是由兩種或兩種W上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬 特性的物質。一般通過烙合成均勻液體和凝固而得。根據(jù)組成元素的數(shù)目，可分為二元合 金、=元合金和多元合金。合金不是一般概念上的混合物，甚至可W是純凈物，如單一相的 金屬互化物合金，所添加合金元素可W形成固溶體、化合物，并產(chǎn)生吸熱或放熱反應，從而 改變金屬基體的性質。合金的生成常會改善元素單質的性質，例如，鋼的強度大于其主要組 成元素鐵。合金的物理性質，例如密度、反應性、楊氏模量、導電性和導熱性可能與合金的組 成元素尚有類似之處，但是合金的抗拉強度和抗剪強度卻通常與組成元素的性質有很大不 同。運是由于合金與單質中的原子排列有很大差異。不同于純凈金屬的是，多數(shù)合金沒有固 定的烙點，溫度處在烙化溫度范圍間時，混合物為固液并存狀態(tài)。因此可W說，合金的烙點 比組分金屬低。正因為合金有著比純金屬更多優(yōu)越的性質，合金的的使用范圍也是越來越 廣泛。
[0003] 碳化鶴是一種由鶴和碳組成的化合物。為黑色六方晶體，有金屬光澤，硬度與金剛 石相近，為電、熱的良好導體。碳化鶴不溶于水、鹽酸和硫酸，易溶于硝酸-氨氣酸的混合酸 中。純的碳化鶴易碎，若滲入少量鐵、鉆等金屬，就能減少脆性。用作鋼材切割工具的碳化 鶴，常加入碳化鐵、碳化粗或它們的混合物，W提高抗爆能力。碳化鶴的化學性質穩(wěn)定。碳化 鶴粉應用于硬質合金生產(chǎn)材料。介于合金和碳化鶴各自的性質，我們在運項研究中研制出 一款添加有碳化鶴的耐高溫合金材料，使得到的材料耐高溫性能得到了大幅度的提升。

【發(fā)明內容】

[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種添加有碳化鶴的耐高溫合金及其制備方 法，通過采用特定原料進行組合，配合相應的生產(chǎn)工藝，得到了添加有碳化鶴的耐高溫合 金，其抗壓強度高、彈性模量高、耐高溫性能穩(wěn)定，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前 景。
[0005] 本發(fā)明的目的可W通過W下技術方案實現(xiàn)： 添加有碳化鶴的耐高溫合金，由下列重量份的原料制成:碳化鶴25-35份、儀合金15-25 份、侶合金15-25份、儀5-10份、鐵3-6份、鉆4-7份、氧化鋒3-7份、徑基氧化鐵2-5份、氮化娃 7-12份、棚酸鋼5-12份、硫酸侶5-9份、十六烷基S甲基氯化錠3-6份、木質素橫酸鋼6-10份、 異丙醇胺3-9份、抗氧化劑5-10份、熱穩(wěn)定劑5-10份。
[0006] 優(yōu)選地，所述的抗氧化劑選自特下基對苯二酪、二下基徑基甲苯、下基徑基茵香 酸、鄰苯二甲酸二丙締醋中的一種或幾種。
[0007] 優(yōu)選地，所述熱穩(wěn)定劑選自己二酸二辛醋、丙二醇甲酸醋酸醋、雙琉基乙酸異辛醋 二正辛基錫、雙丙締酸下二醋中的一種或幾種。
[0008] 所述的添加有碳化鶴的耐高溫合金的制備方法，包括W下步驟： (1) 按照重量份稱取各原料； (2) 將碳化鶴、儀合金、侶合金、儀、鐵、鉆、氧化鋒、徑基氧化鐵、抗氧化劑倒入研鉢中研 磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速度為 100轉/秒，球磨2.5-4h后將混合粉體放入真空干燥箱中于60°C條件下烘干，得到粉末狀混 合物； (3) 將氮化娃、棚酸鋼、硫酸侶、十六烷基=甲基氯化錠、木質素橫酸鋼、異丙醇胺、熱穩(wěn) 定劑加入超聲震蕩器中，在60曲Z、550W的條件下分散均勻，得到混合料漿； (4) 將步驟(2)得到的粉末狀混合物加到步驟(3)得到的混合料漿中，攬拌均勻后加入 噴霧干燥塔，進口溫度為500-650°C，出口溫度為120-150°C，得到顆粒狀物料，然后過70目 /tA* 師； 巧）將過篩后的物料放入模具中，由液壓機W220-250Mpa的壓力壓制成型，獲得生 巧，將得到的生巧放入-50°C的低溫箱中冷卻10-16分鐘； (6)將低溫冷卻后的生巧浸潰于銘酸鐘溶液中，維持5min后取出生巧，將生巧在干燥箱 中于60-80°C中干燥60-80min，然后在氮氣氛圍中，于1300-1500°C燒結90-110min，隨后 冷卻至室溫，得到成品。
[0009] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為： (1)本發(fā)明的添加有碳化鶴的耐高溫合金W碳化鶴、儀合金、侶合金、儀、鐵、鉆、氧化 鋒、徑基氧化鐵為主要成分，通過加入氮化娃、棚酸鋼、硫酸侶、十六烷基=甲基氯化錠、木 質素橫酸鋼、異丙醇胺、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑，輔W高溫般燒、攬拌球磨、超聲分散、干燥過 篩、壓模冷卻、燒結、加工成型等工藝，使得制備而成的添加有碳化鶴的耐高溫合金，其抗壓 強度高、彈性模量高、耐高溫性能穩(wěn)定，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前景。
[0010] (2)本發(fā)明的添加有碳化鶴的耐高溫合金原料廉價、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化 運用，實用性強。
【具體實施方式】
[0011] 下面結合具體實施例對發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
[001^ 實施例1 (1)稱取碳化鶴25份、儀合金15份、侶合金15份、儀5份、鐵3份、鉆4份、氧化鋒3份、徑基 氧化鐵2份、氮化娃7份、棚酸鋼5份、硫酸侶5份、十六烷基=甲基氯化錠3份、木質素橫酸鋼6 份、異丙醇胺3份、特下基對苯二酪5份、己二酸二辛醋5份； (2 )將碳化鶴、儀合金、侶合金、儀、鐵、鉆、氧化鋒、徑基氧化鐵、特T基對苯二酪倒入研 鉢中研磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速 度為100轉/秒，球磨2.化后將混合粉體放入真空干燥箱中于60°C條件下烘干，得到粉末狀 混合物； (3) 將氮化娃、棚酸鋼、硫酸侶、十六烷基=甲基氯化錠、木質素橫酸鋼、異丙醇胺、己二 酸二辛醋加入超聲震蕩器中，在60曲z、550W的條件下分散均勻，得到混合料漿； (4) 將步驟(2)得到的粉末狀混合物加到步驟(3)得到的混合料漿中，攬拌均勻后加入 噴霧干燥塔，進口溫度為500°C，出口溫度為120°C，得到顆粒狀物料，然后過70目篩； 巧)將過篩后的物料放入模具中，由液壓機W220Mpa的壓力壓制成型，獲得生巧，將 得到的生巧放入-50°C的低溫箱中冷卻10分鐘； (6)將低溫冷卻后的生巧浸潰于銘酸鐘溶液中，維持5min后取出生巧，將生巧在干燥 箱中于60°C中干燥60min，然后在氮氣氛圍中，于1300°C燒結90min，隨后冷卻至室溫，得到 成品。
[OOU]制得的添力隨碳化鶴的耐高溫合金的性能現(xiàn)聯(lián)結果如表1所示。
[0014] 實施例2 (1) 稱取碳化鶴28份、儀合金18份、侶合金19份、儀6份、鐵4份、鉆5份、氧化鋒4份、徑基 氧化鐵3份、氮化娃9份、棚酸鋼7份、硫酸侶6份、十六烷基=甲基氯化錠4份、木質素橫酸鋼8 份、異丙醇胺5份、二下基徑基甲苯7份、丙二醇甲酸醋酸醋7份； (2) 將碳化鶴、儀合金、侶合金、儀、鐵、鉆、氧化鋒、徑基氧化鐵、二下基徑基甲苯倒入研 鉢中研磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速 度為100轉/秒，球磨化后將混合粉體放入真空干燥箱中于60°C條件下烘干，得到粉末狀混 合物； (3) 將氮化娃、棚酸鋼、硫酸侶、十六烷基=甲基氯化錠、木質素橫酸鋼、異丙醇胺、丙二 醇甲酸醋酸醋加入超聲震蕩器中，在60曲Z、550W的條件下分散均勻，得到混合料漿； (4) 將步驟(2)得到的粉末狀混合物加到步驟(3)得到的混合料漿中，攬拌均勻后加入 噴霧干燥塔，進口溫度為550°C，出口溫度為130°C，得到顆粒狀物料，然后過70目篩； 巧)將過篩后的物料放入模具中，由液壓機W230Mpa的壓力壓制成型，獲得生巧，將 得到的生巧放入-50°C的低溫箱中冷卻12分鐘； (6)將低溫冷卻后的生巧浸潰于銘酸鐘溶液中，維持5min后取出生巧，將生巧在干燥箱 中于70°C中干燥70min，然后在氮氣氛圍中，于1350°C燒結95min，隨后冷卻至室溫，得到成 品。
[0015] 制得的添加有碳化鶴的耐高溫合金的性能測試結果如表1所示。
[0016] 實施例3 (1) 稱取碳化鶴31份、儀合金22份、侶合金23份、儀9份、鐵5份、鉆6份、氧化鋒6份、徑基 氧化鐵4份、氮化娃10份、棚酸鋼9份、硫酸侶8份、十六烷基=甲基氯化錠5份、木質素橫酸鋼 8份、異丙醇胺7份、抗氧化劑9份、熱穩(wěn)定劑9份； (2) 將碳化鶴、儀合金、侶合金、儀、鐵、鉆、氧化鋒、徑基氧化鐵、抗氧化劑倒入研鉢中研 磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速度為 100轉/秒，球磨3.化后將混合粉體放入真空干燥箱中于60°C條件下烘干，得到粉末狀混合 物； (3) 將氮化娃、棚酸鋼、硫酸侶、十六烷基=甲基氯化錠、木質素橫酸鋼、異丙醇胺、熱穩(wěn) 定劑加入超聲震蕩器中，在60曲Z、550W的條件下分散均勻，得到混合料漿； (4) 將步驟(2)得到的粉末狀混合物加到步驟(3)得到的混合料漿中，攬拌均勻后加入 噴霧干燥塔，進口溫度為600°C，出口溫度為140°C，得到顆粒狀物料，然后過70目篩； 巧)將過篩后的物料放入模具中，由液壓機W240Mpa的壓力壓制成型，獲得生巧，將 得到的生巧放入-50°C的低溫箱中冷卻14分鐘； (6)將低溫冷卻后的生巧浸潰于銘酸鐘溶液中，維持5min后取出生巧，將生巧在干燥箱 中于75°C中干燥75min，然后在氮氣氛圍中，于1450°C燒結105min，隨后冷卻至室溫，得到 成品。
[0017]制得的添力隨碳化鶴的耐高溫合金的性能現(xiàn)聯(lián)結果如表1所示。
[001引實施例4 (1) 稱取碳化鶴35份、儀合金25份、侶合金化份、儀10份、鐵6份、鉆7份、氧化鋒7份、徑基 氧化鐵5份、氮化娃12份、棚酸鋼12份、硫酸侶9份、十六烷基=甲基氯化錠6份、木質素橫酸 鋼10份、異丙醇胺9份、鄰苯二甲酸二丙締醋10份、雙丙締酸下二醋10份； (2) 將碳化鶴、儀合金、侶合金、儀、鐵、鉆、氧化鋒、徑基氧化鐵、鄰苯二甲酸二丙締醋倒 入研鉢中研磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球 磨速度為100轉/秒，球磨地后將混合粉體放入真空干燥箱中于60°C條件下烘干，得到粉末 狀混合物； (3) 將氮化娃、棚酸鋼、硫酸侶、十六烷基=甲基氯化錠、木質素橫酸鋼、異丙醇胺、雙丙 締酸下二醋加入超聲震蕩器中，在60曲Z、550W的條件下分散均勻，得到混合料漿； (4) 將步驟(2)得到的粉末狀混合物加到步驟(3)得到的混合料漿中，攬拌均勻后加入 噴霧干燥塔，進口溫度為650°C，出口溫度為150°C，得到顆粒狀物料，然后過70目篩； 巧)將過篩后的物料放入模具中，由液壓機W250Mpa的壓力壓制成型，獲得生巧，將 得到的生巧放入-50°C的低溫箱中冷卻16分鐘； (6)將低溫冷卻后的生巧浸潰于銘酸鐘溶液中，維持5min后取出生巧，將生巧在干燥箱 中于80°C中干燥SOmin，然后在氮氣氛圍中，于1500°C燒結1 IOmin，隨后冷卻至室溫，得到 成品。
[0019] 制得的添加有碳化鶴的耐高溫合金的性能測試結果如表1所示。
[0020] 對比例1 (1) 稱取碳化鶴25份、侶合金15份、儀5份、鉆4份、氧化鋒3份、徑基氧化鐵2份、氮化娃7 份、棚酸鋼5份、硫酸侶5份、十六烷基=甲基氯化錠3份、木質素橫酸鋼6份、異丙醇胺3份、特 下基對苯二酪5份、己二酸二辛醋5份； (2) 將碳化鶴、侶合金、儀、鉆、氧化鋒、徑基氧化鐵、特下基對苯二酪倒入研鉢中研磨混 合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速度為100轉/ 秒，球磨2.化后將混合粉體放入真空干燥箱中于6(TC條件下烘干，得到粉末狀混合物； (3) 將氮化娃、棚酸鋼、硫酸侶、十六烷基=甲基氯化錠、木質素橫酸鋼、異丙醇胺、己二 酸二辛醋加入超聲震蕩器中，在60曲z、550W的條件下分散均勻，得到混合料漿； (4) 將步驟(2)得到的粉末狀混合物加到步驟(3)得到的混合料漿中，攬拌均勻后加入 噴霧干燥塔，進口溫度為500°C，出口溫度為120°C，得到顆粒狀物料，然后過70目篩； 巧)將過篩后的物料放入模具中，由液壓機W220Mpa的壓力壓制成型，獲得生巧，將 得到的生巧放入-50°C的低溫箱中冷卻10分鐘； (6)將低溫冷卻后的生巧浸潰于銘酸鐘溶液中，維持5min后取出生巧，將生巧在干燥箱 中于60°C中干燥60min，然后在氮氣氛圍中，于1300°C燒結90min，隨后冷卻至室溫，得到成 品。
[0021 ]制得的添加有碳化鶴的耐高溫合金的性能測試結果如表1所示。
[0022] 對比例2 (1) 稱取碳化鶴35份、儀合金25份、鐵6份、鉆7份、氧化鋒7份、徑基氧化鐵5份、氮化娃12 份、棚酸鋼12份、硫酸侶9份、十六烷基=甲基氯化錠6份、木質素橫酸鋼10份、鄰苯二甲酸二 丙締醋10份、雙丙締酸下二醋10份； (2) 將碳化鶴、儀合金、鐵、鉆、氧化鋒、徑基氧化鐵、鄰苯二甲酸二丙締醋倒入研鉢中研 磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速度為 100轉/秒，球磨4h后將混合粉體放入真空干燥箱中于60°C條件下烘干，得到粉末狀混合 物； (3) 將氮化娃、棚酸鋼、硫酸侶、十六烷基=甲基氯化錠、木質素橫酸鋼、雙丙締酸下二 醋加入超聲震蕩器中，在60曲Z、550W的條件下分散均勻，得到混合料漿； (4) 將步驟(2)得到的粉末狀混合物加到步驟(3)得到的混合料漿中，攬拌均勻后加入 噴霧干燥塔，進口溫度為650°C，出口溫度為150°C，得到顆粒狀物料，然后過70目篩； 巧)將過篩后的物料放入模具中，由液壓機W250Mpa的壓力壓制成型，獲得生巧，將 得到的生巧放入-50°C的低溫箱中冷卻16分鐘； (6)將低溫冷卻后的生巧浸潰于銘酸鐘溶液中，維持5min后取出生巧，將生巧在干燥箱 中于80°C中干燥SOmin，然后在氮氣氛圍中，于1500°C燒結1 IOmin，隨后冷卻至室溫，得到 成品。
[0023] 制得的添加有碳化鶴的耐高溫合金的性能測試結果如表1所示。
[0024] 將實施例1-4和對比例1-2的添加有碳化鶴的耐高溫合金分別進行抗拉強度、彈性 模量、耐高溫性能、熱膨脹系數(shù)項目的測試。
[0025] 表 1
本發(fā)明的添加有碳化鶴的耐高溫合金W碳化鶴、僕合金、侶合金、媒、鐵、鉆、氧化鮮、経 基氧化鐵為主要成分，通過加入氮化娃、棚酸鋼、硫酸侶、十六烷基=甲基氯化錠、木質素橫 酸鋼、異丙醇胺、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑，輔W高溫般燒、攬拌球磨、超聲分散、干燥過篩、壓模 冷卻、燒結、加工成型等工藝，使得制備而成的添加有碳化鶴的耐高溫合金，其抗壓強度高、 彈性模量高、耐高溫性能穩(wěn)定，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前景。本發(fā)明的添加 有碳化鶴的耐高溫合金原料廉價、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運用，實用性強。
[0026] W上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【主權項】
1. 一種添加有碳化鎢的耐高溫合金，其特征在于：由下列重量份的原料制成：碳化鎢 25-35份、鎂合金15-25份、鋁合金15-25份、鎳5-10份、鐵3-6份、鈷4-7份、氧化鋅3-7份、羥基 氧化鐵2-5份、氮化硅7-12份、硼酸鈉5-12份、硫酸鋁5-9份、十六烷基三甲基氯化銨3-6份、 木質素磺酸鈉6-10份、異丙醇胺3-9份、抗氧化劑5-10份、熱穩(wěn)定劑5-10份。2. 根據(jù)權利要求1所述的添加有碳化鎢的耐高溫合金，其特征在于:所述的抗氧化劑選 自特丁基對苯二酚、二丁基羥基甲苯、丁基羥基茴香醚、鄰苯二甲酸二丙烯酯中的一種或幾 種。3. 根據(jù)權利要求1所述的添加有碳化鎢的耐高溫合金，其特征在于:所述熱穩(wěn)定劑選自 己二酸二辛酯、丙二醇甲醚醋酸酯、雙巰基乙酸異辛酯二正辛基錫、雙丙烯酸丁二酯中的一 種或幾種。4. 根據(jù)權利要求1-3任一所述的添加有碳化鎢的耐高溫合金的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟： (1)按照重量份稱取各原料； (2 )將碳化媽、鎂合金、鋁合金、鎳、鐵、鈷、氧化鋅、羥基氧化鐵、抗氧化劑倒入研缽中研 磨混合均勻，再將該混合粉末加到球磨機中，加入適量的酒精進行濕法球磨，球磨速度為 100轉/秒，球磨2.5-4h后將混合粉體放入真空干燥箱中于60°C條件下烘干，得到粉末狀混 合物； (3) 將氮化硅、硼酸鈉、硫酸鋁、十六烷基三甲基氯化銨、木質素磺酸鈉、異丙醇胺、熱穩(wěn) 定劑加入超聲震蕩器中，在60kHz、550W的條件下分散均勻，得到混合料漿； (4) 將步驟(2)得到的粉末狀混合物加到步驟(3)得到的混合料漿中，攪拌均勻后加入 噴霧干燥塔，進口溫度為500_650°C，出口溫度為120-150°C，得到顆粒狀物料，然后過70目 篩； (5) 將過篩后的物料放入模具中，由液壓機以220-250Mpa的壓力壓制成型，獲得生 坯，將得到的生坯放入-50 °C的低溫箱中冷卻10-16分鐘； (6) 將低溫冷卻后的生坯浸漬于鉻酸鉀溶液中，維持5min后取出生坯，將生坯在干燥箱 中于60-80°C中干燥60-80min，然后在氮氣氛圍中，于1300-1500°C燒結90-1 lOmin，隨后冷 卻至室溫，得到成品。
【文檔編號】C22C30/00GK105861867SQ201610421485
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】黃潤翔
【申請人】蘇州洪河金屬制品有限公司