一种碳纳米管增强的硬质合金及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115491536A(43)申请公布日2022.12.20(21)申请号202211144312.0(22)申请日2022.09.20(71)申请人重庆长安汽车股份有限公司地址400023重庆市江北区建新东路260号(72)发明人李平原关鹏辉丁可侯建军谢先立(74)专利代理机构重庆华科专利事务所50123专利代理师李勇(51)Int.Cl.C22C1/05(2006.01)C22C29/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种碳纳米管增强的硬质合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种碳纳米管增强的硬质合金及其制备方法，其包括如下步骤：S1，按重量百分比计，称取90.5~93.5wt.%WC粉末、6~8wt.%的Co粉末、0.3~0.7wt.%的晶粒抑制剂和0.2~0.8wt.%的碳纳米管；S2，将碳纳米管分散于溶剂中；S3，将WC粉末、Co粉末、晶粒抑制剂与分散有碳纳米管的溶剂混合，球磨，干燥，得到混合粉末；S4，将混合粉末制成压坯，低压烧结，随炉冷却，得到碳纳米管增强的硬质合金。其能够提高硬质合金的断裂韧性和横向断裂强度，生产效率高，成本低。CN115491536ACN115491536A权利要求书1/1页1.一种碳纳米管增强的硬质合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，按重量百分比计，称取90.5~93.5wt.%WC粉末、6~8wt.%的Co粉末、0.3~0.7wt.%的晶粒抑制剂和0.2~0.8wt.%的碳纳米管；S2，将碳纳米管分散于溶剂中；S3，将WC粉末、Co粉末、晶粒抑制剂与分散有碳纳米管的溶剂混合，球磨，干燥，得到混合粉末；S4，将混合粉末制成压坯，低压烧结，随炉冷却，得到碳纳米管增强的硬质合金。2.根据权利要求1所述的碳纳米管增强的硬质合金的制备方法，其特征在于，所述S2中的溶剂的配制具体为：将十六烷基三甲基溴化铵溶于乙醇中得到溶剂，该溶剂中十六烷基‑4三甲基溴化铵的浓度为8~9×10mol/L。3.根据权利要求1或2所述的碳纳米管增强的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述S2中每1L溶剂中分散4.5~5.5g碳纳米管。4.根据权利要求1或2所述的碳纳米管增强的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述晶粒抑制剂为碳化钒粉末。5.根据权利要求1或2所述的碳纳米管增强的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述S3中的球磨时间为48~72h。6.根据权利要求1或2所述的碳纳米管增强的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述S3中的干燥具体为：对球磨后的混合粉末进行第一次干燥，第一次燥温度为90~100℃，第一次干燥时间为1~2h；再对第一次干燥完成后的混合粉末进行掺胶处理，然后进行第二次干燥，第二次干燥温度为90~100℃，第二次干燥时间为1~2h。7.根据权利要求1或2所述的碳纳米管增强的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述低压烧结的温度为1400~1450℃，烧结压力为100~105MPa，升温速率为4.5~5.5℃/min，保温时间为2~3h。8.一种碳纳米管增强的硬质合金，其特征在于：采用权利要求1~7任一项所述的碳纳米管增强的硬质合金的制备方法制得。2CN115491536A说明书1/3页一种碳纳米管增强的硬质合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及硬质合金，具体涉及碳纳米管增强的硬质合金及其制备方法。背景技术[0002]随着社会的发展和科技的进步，材料作为工业领域的基础之一，其发展与创新受到社会与科学领域的高度关注。如何创造出高性能的新型材料和如何提高现有材料的性能对于工业领域的进步都有着重要意义。硬质合金由于其具有的高耐磨性和高硬度，在工业生产中常常被用于制作切削金属的刀具，但往往材料的硬度与韧性是互相冲突的，硬度极大，往往脆性也大，韧性差，容易在较大的冲击下断裂。尽管硬质合金是一种综合性能优越的复合材料，在保证了较大的硬度与耐磨性的情况下，仍然具有一定的韧性。但是相比于其硬度，硬质合金的韧性仍然局限了其性能以及工业应用，因此，研究在保证硬质合金的硬度在一定范围内波动的情况下，大幅提升硬质合金的韧性，从而提高硬质合金在工作环境中的临界载荷，提高其工作寿命对于降低企业生产成本，提高生产力，促进社会发展具有重要意义。[0003]碳纳米管具有极高的强度与韧性，当其均匀分布在硬质合金基体中时，能够阻碍裂纹的扩展，引导裂纹发生弯曲与偏移，造成裂纹的桥接现象，从而有效提升硬质合金的韧性与强度。[0004]CN101191169A公开了一种碳纳米管－金刚石－硬质合金复合材料及其制法和应用，将碳纳米管加入硬质合金，采用热压烧结或等离子烧结制备硬质合金，得到的硬质合金强度、韧性仅提高了24.9%，且采用的烧结工艺的