施例的一种CNTs增韧WC复合材料，通过如下方法制备：
[0047]步骤(1)~(2)与实施例1相同；
[0048] (3)取28g复合粉末装进内径020 mm和外径050 mm的圆筒形石墨模具中，粉 料、凹模与冲头两两之间均以石墨纸隔开以便脱模，凹模外还包覆一层l〇mm厚的石墨毡以 减少热辐射损耗;将装有复合粉末的石墨模具置于放电等离子烧结炉中进行烧结，得到无 粘结相CNTs增韧WC复合材料。所述烧结参数为:烧结电流类型为直流脉冲电流，烧结气氛为 低真空（< 6Pa)，烧结压力为30MPa，升温速率为100°C/min，测温方式为红外测温U 570 °C)，测温聚焦点位于模具外壁中心孔底部，离模具内壁7.5mm处，烧结温度为1800°C，保温 时间5min。
[0049] 本实施例所得CNTs增韧WC复合材料经测量计算其相对密度为98.7%，硬度为 HV3〇21.9GPa，断裂韧性 10.20Mpa · m1/2。
[0050] 实施例5
[0051 ]本实施例的一种CNTs增韧WC复合材料，通过如下方法制备：
[0052]步骤(1)~(2)与实施例1相同；
[0053] (3)取28g复合粉末装进内径020 mm和外径050 mm的圆筒形石墨模具中，粉 料、凹模与冲头两两之间均以石墨纸隔开以便脱模，凹模外还包覆一层l〇mm厚的石墨毡以 减少热辐射损耗;将装有复合粉末的石墨模具置于放电等离子烧结炉中进行烧结，得到无 粘结相CNTs增韧WC复合材料。所述烧结参数为:烧结电流类型为直流脉冲电流，烧结气氛为 低真空（< 6Pa)，烧结压力为50MPa，升温速率为100°C/min，测温方式为红外测温U 570 °C)，测温聚焦点位于模具外壁中心孔底部，离模具内壁7.5mm处，烧结温度为1800°C，保温 时间Omin。
[0054] 本实施例所得CNTs增韧WC复合材料经测量计算其相对密度为98.5%，硬度为 HV3〇22 · 8GPa，断裂韧性 10 · 04Mpa · m1/2。
[0055] 实施例6
[0056] 本实施例的一种CNTs增韧WC复合材料，通过如下方法制备：
[0057]步骤(1)~(2)与实施例1相同；
[0058] (3)取28g复合粉末装进内径020 mm和外径050 mm的圆筒形石墨模具中，粉 料、凹模与冲头两两之间均以石墨纸隔开以便脱模，凹模外还包覆一层l〇mm厚的石墨毡以 减少热辐射损耗;将装有复合粉末的石墨模具置于放电等离子烧结炉中进行烧结，得到无 粘结相CNTs增韧WC复合材料。所述烧结参数为:烧结电流类型为直流脉冲电流，烧结气氛为 低真空（< 6Pa)，烧结压力为30MPa，升温速率为100°C/min，测温方式为红外测温U 570 °C)，测温聚焦点位于模具外壁中心孔底部，离模具内壁7.5mm处，烧结温度为1850°C，保温 时间5min。
[0059] 本实施例所得CNTs增韧WC复合材料经测量计算其相对密度为98.2%，硬度为 HV3〇21.0GPa，断裂韧性 10.03Mpa · m1/2。
[0060] 实施例7
[0061 ]本实施例的一种CNTs增韧WC复合材料，通过如下方法制备：
[0062]步骤(1)~(2)与实施例1相同；
[0063] (3)取28g复合粉末装进内径020 mm和外径050 mm的圆筒形石墨模具中，粉 料、凹模与冲头两两之间均以石墨纸隔开以便脱模，凹模外还包覆一层l〇mm厚的石墨毡以 减少热辐射损耗;将装有复合粉末的石墨模具置于放电等离子烧结炉中进行烧结，得到无 粘结相CNTs增韧WC复合材料。所述烧结参数为:烧结电流类型为直流脉冲电流，烧结气氛为 低真空（< 6Pa)，烧结压力为50MPa，升温速率为50°C/min，测温方式为红外测温U 570°C)， 测温聚焦点位于模具外壁中心孔底部，离模具内壁7.5mm处，烧结温度为1850°C，保温时间 Omin〇
[0064] 本实施例所得CNTs增韧WC复合材料经测量计算其相对密度为98.8%，硬度为 HV3〇22 · 4GPa，断裂韧性9 · 89Mpa · m1/2。
[0065] 实施例8
[0066] 本实施例的一种CNTs增韧WC复合材料，通过如下方法制备：
[0067] (1)将99.38沉(0.2以111，纯度>99.9%，厦门金鹭特种合金有限公司），0.78〇抑^ (纯度>99.9%，徐州捷创新材料科技有限公司），倒入250ml硬质合金罐中，再加入乙醇作为 溶剂(所得混合浆料的体积不超过球磨罐容积的2/3)，得到混合浆料;将装有混合浆料的球 磨罐置于行星式球磨机上进行湿式球磨(转速180r/min，球磨时间为30h)，得到球磨衆料； [0068]步骤(2)~(3)与实施例1相同。
[0069] 本实施例所得CNTs增韧WC复合材料经测量计算其相对密度为98.9%，硬度为 HV3〇20 · 5GPa，断裂韧性 10 · 23Mpa · m1/2。
[0070] 实施例9
[0071 ]本实施例的一种CNTs增韧WC复合材料，通过如下方法制备：
[0072] (1)将98.7g WC(0.2ym，纯度>99.9%，厦门金鹭特种合金有限公司），1.3g CNTs (纯度>99.9%，徐州捷创新材料科技有限公司），倒入250ml硬质合金罐中，再加入乙醇作为 溶剂(所得混合浆料的体积不超过球磨罐容积的2/3)，得到混合浆料;将装有混合浆料的球 磨罐置于行星式球磨机上进行湿式球磨(转速180r/min，球磨时间为30h)，得到球磨衆料； [0073]步骤(2)~(3)与实施例1相同。
[0074] 本实施例所得CNTs增韧WC复合材料经测量计算其相对密度为98.8%，硬度为 HV3〇20 · 5GPa，断裂韧性11 · 02Mpa · m1/2。
[0075] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种CNTs增韧WC复合材料，其特征在于:所述复合材料由98.5~99.5wt. %的WC，0.5 ~1.5wt.%的CNTs以及不可避免的微量杂质组成。2. 权利要求1所述的一种CNTs增韧WC复合材料的制备方法，其特征在于包括以下制备 步骤： (1) 将WC粉体、碳纳米管和有机溶剂置于球磨机中进行湿式球磨，制得球磨浆料； (2) 将球磨浆料干燥除去溶剂后过筛，获得颗粒尺寸< 300μπι的复合粉末； (3) 将湿磨复合粉末置于模具中烧结固化成形，得到无粘结相的CNTs增韧WC复合材料。3. 根据权利要求2所述的一种CNTs增韧WC复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1) 中所述的有机溶剂为乙醇。4. 根据权利要求2所述的一种CNTs增韧WC复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2) 中所述的干燥是指干燥至溶剂残余质量< 1 %。5. 根据权利要求2所述的一种CNTs增韧WC复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3) 中所述的烧结是指采用放电等离子烧结技术进行烧结;具体烧结条件如下： 烧结电流类型为直流脉冲电流； 烧结压力：3〇~5〇MPa; 烧结气氛:低真空<6Pa; 升温速率:50~300°C/min; 烧结温度：1650~1850°C; 保温时间:0~lOmin。
【专利摘要】本发明属于合金材料技术领域，公开了一种CNTs增韧WC复合材料及其制备方法。所述复合材料由98.5～99.5wt.％的WC，0.5～1.5wt.％的CNTs以及不可避免的微量杂质组成。所述制备方法为：将WC粉体、碳纳米管和有机溶剂置于球磨机中进行湿式球磨，制得球磨浆料；将球磨浆料干燥除去溶剂后过筛，获得颗粒尺寸≤300μm的复合粉末；然后将湿磨复合粉末置于模具中烧结固化成形，得到无粘结相的CNTs增韧WC复合材料。本发明复合材料是一种由CNTs增韧的不含有任何金属粘结相的WC复合材料，具有很高的硬度、耐磨性、抗氧化性能以及较好的韧性，适合作为刀具材料或者模具材料。
【IPC分类】C04B35/56, C04B35/80, C04B35/622
【公开号】CN105503230
【申请号】CN201511034445
【发明人】李小强, 曹廷, 夏晓建, 张民爱, 杨帆, 屈盛官
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月31日