一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末及其制备方法和应用.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CN109702187A(43)申请公布日2019.05.03(21)申请号201910153406.6(22)申请日2019.02.28(71)申请人中国地质大学（武汉）地址430000湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号申请人武汉华科三维科技有限公司(72)发明人周燕文世峰甘杰段隆臣杨展方小红谭松成(74)专利代理机构武汉知产时代知识产权代理有限公司42238代理人郝明琴(51)Int.Cl.B22F1/00(2006.01)B22F9/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末及其制备方法和应用，属于粉末冶金和增材制造技术领域。本发明利用石墨烯强化钨基材料的韧性，采用溶液分散和球磨两步法消除石墨烯的团聚现象，制得石墨烯分散均匀的石墨烯/钨合金复合粉体材料，其中石墨烯纳米片保留了良好的原始结构，石墨烯与钨合金形成良好的结合界面，复合材料的硬度显著增加，应用于3D打印中制得的产品具备更高的韧性。CN109702187ACN109702187A权利要求书1/1页1.一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将石墨烯分散到去离子水溶液中，同时加入十二烷基苯磺酸钠，之后在超声波清洗器中超声振荡，得到黑色石墨烯悬浮液；(2)将钨合金粉末加入到所述石墨烯悬浮液中，制备石墨烯/钨合金复合材料混合液，之后封装在球磨罐中球磨制得浆料；(3)球磨后的浆料在机械搅拌下干燥处理至浆料呈半干状态；(4)将呈半干状态的浆料转移到真空烘干箱中进行彻底干燥处理，最终得到石墨烯增韧的钨合金复合粉末，所述石墨烯增韧的钨合金复合粉末由以下质量比的组分组成：石墨烯0.1％～0.5％，其余为钨合金粉末。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述石墨烯为石墨烯衍生物RGO。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末的制备方法，其特征在于，所述石墨烯具有皱叠状，有团聚现象，粒径为0.5～20μm，厚度为5～25nm，纯度≧98.9％。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述钨合金粉末为W-Ni-Fe粉末、W-Ni-Cu粉末、Co-Ni-W粉末中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末的制备方法，其特征在于，所述钨合金粉末为球形或近球形，粒径为8～45μm，平均粒径为20～35μm。6.根据权利要求1所述的一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，球磨的具体过程为：球磨时间为2.5h，转速为350r/min，球料质量比40:1，球径比5:4:3，球磨过程在氩气气氛控制下进行。7.根据权利要求1所述的一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述干燥处理的温度为80℃。8.一种根据权利要求1-7所述的制备方法制备的石墨烯增韧的钨合金复合粉末。9.一种根据权利要求8所述的石墨烯增韧的钨合金复合粉末在3D打印制造产品领域的应用。2CN109702187A说明书1/4页一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及粉末冶金和增材制造技术领域，尤其涉及一种石墨烯增韧的钨合金复合粉末及其制备方法和应用。背景技术[0002]由于钨具有熔点高、高温强度优良、导热性质好、热膨胀系数小、吸收射线能力强以及耐蚀性良好等优点，在航空、航天、军事工业和电子工业等部门得到广泛应用。但钨的比重大、塑脆转变温度高、加工困难和抗氧化性差，这些缺陷又限制了它的应用。为了提高钨的强度、塑性和扩大钨的应用，自本世纪三十年代以来，相继开发了高比重性钨合金如：W-Ni-Fe、W-Ni-Cu、W-Re以及其它钨合金材料，并对这些材料进行大量的理论和应用研究，扩大了钨的应用领域。钨基复合材料是由高熔点、高硬度的钨和其他金属材料所构成的假合金，钨基合金是仅次于硬质合金的第二大类钨的深加工制品，这类合金具有系列特殊性能而被广泛应用于能源、冶金、电子信息、机械加工、航空航天、国防军工和核工业等领域。[0003]目前，钨基复合材料的制备工艺主要有熔渗法和粉末冶金法。其中，熔渗法是通过使液体金属材料渗透进多孔烧结的钨骨架中。然而，这种方法容易产生缺陷，如孔隙、金属湖及钨团块等，这些缺陷会严重降低钨基复合材料的性能。此外，这种方法得到的产品还需要进一步的后期处理，以获得正确的形状和消除表面不规则等。粉末冶金法是将均匀混合的钨粉和金属粉末装入模腔内，在加压的同时对粉