碳化钨基复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113584338A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202110692474.7(22)申请日2021.06.22(71)申请人中国恩菲工程技术有限公司地址100038北京市海淀区复兴路12号(72)发明人苟海鹏祁永峰王云陈学刚裴忠冶陈宋璇姚亮(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人曹素云董永辉(51)Int.Cl.C22C1/05(2006.01)C22C29/08(2006.01)B22F9/04(2006.01)B22F3/14(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称碳化钨基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种碳化钨基复合材料及其制备方法。该方法包括：以碳化钨和金属相为原料，按照碳化钨基复合材料中金属相质量分数为1～6wt％配料，其中，所述金属相为金属镍或金属钴；将配好的原料加入球磨机中进行球磨，使碳化钨和金属相充分混合均匀；将混合后物料在20～40Mpa压力下压制成块状，放入石墨模具中；将所述石墨模具放入真空热压炉中通过真空热压烧结制备得到碳化钨基复合材料。本发明制备得到的碳化钨基复合材料具有韧性好、综合性能优越，且制备工艺操作简单、工艺流程短的优点。CN113584338ACN113584338A权利要求书1/1页1.一种碳化钨基复合材料的制备方法，其特征在于，包括：以碳化钨和金属相为原料，按照碳化钨基复合材料中金属相质量分数为1～6wt％配料；其中，所述金属相为金属镍或金属钴；将配好的原料加入球磨机中进行球磨，使碳化钨和金属相充分混合均匀；将混合后物料在20～40Mpa压力下压制成块状，放入石墨模具中；将所述石墨模具放入真空热压炉中，通过真空热压烧结制备得到碳化钨基复合材料。2.根据权利要求1所述的碳化钨基复合材料的制备方法，其特征在于，按照碳化钨基复合材料中金属相质量分数为3wt％配料。3.根据权利要求2所述的碳化钨基复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳化钨的颗粒粒径为1～200μm，所述金属相颗粒粒径小于100μm。4.根据权利要求1所述的碳化钨基复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属相颗粒粒径为10～100nm。5.根据权利要求1所述的碳化钨基复合材料的制备方法，其特征在于，所述真空热压炉的真空度小于或等于10Pa。6.根据权利要求1所述的碳化钨基复合材料的制备方法，其特征在于，所述真空热压炉的升温速率为15～25℃/min，反应温度为1400～1600℃。7.根据权利要求1所述的碳化钨基复合材料的制备方法，其特征在于，所述球磨机的转速为200～400rpm，球磨时间为2～4h。8.根据权利要求1所述的碳化钨基复合材料的制备方法，其特征在于，在真空热压烧结时，所述石墨磨具上方施加20～40Mpa压力。9.一种碳化钨基复合材料，其特征在于，采用权利要求1‑8任一项所述碳化钨基复合材料的制备方法制备得到。10.根据权利要求9所述的碳化钨基复合材料，其特征在于，所述碳化钨基复合材料的密度为13.79～15.34g/cm3；硬度为15.9～20.5Gpa；断裂韧性为11.5～14.2Mpa·m1/2。2CN113584338A说明书1/9页碳化钨基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及陶瓷基复合材料技术领域，特别是涉及一种碳化钨基复合材料及其制备方法。背景技术[0002]陶瓷材料具有耐高温、高强度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，但其缺点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。例如，碳化钨为黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体，虽然具有硬度高、耐高温、化学性质稳定的优点，但碳化钨的韧性较差，当碳化钨材料处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。[0003]陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与其他增强相复合的一类复合材料，陶瓷基体可为碳化物、氮化物等高温结构陶瓷。陶瓷基复合材料属于非金属基复合材料，不同于金属基复合材料。金属基复合材料是以金属及其合金为基体，与一种或几种金属或非金属增强相结合成的复合材料，其增强材料大多为无机非金属，如陶瓷、碳及硼等，也可以用金属丝。[0004]现有技术中金属基复合材料的制备：中国专利CN101580939B公开了一种金属基复合材料的制备方法，具体公开了一种碳化钨陶瓷颗粒增强金属基复合涂层制备方法，其是以WC陶瓷粉末和NiCrBSi合金粉末为原料，通过涂层设计、喷涂粉末筛选、按比例混合、基材表面处理、控制等离子喷涂参数等工序可以制备WC占比33～37％的WCp/NiCrBSi复合材料；可见，该专利属于金属基陶瓷复合材料喷涂制备方法，与陶瓷基复合材料完全不同。中国申请