一种超强超硬高断裂韧性的硬质合金及其制备方法

技术特征：
1.一种超强超硬高断裂韧性的硬质合金，其特征在于：按照原子百分比计包括下述组分，w 5～10％，ta 3～10％，nb 8～10％，zr 8～10％，ti 8～20％，c 35～50％，co 6～20％；且w、ta、nb、zr、ti的原子百分含量之和≤60％且≥30％；所述硬质合金具有如下特性之一：(i)质量密度为7.954～9.677g
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；(ii)室温下抗压强度为2000～5000mpa；(iii)维氏硬度为1500～2300；(iv)断裂韧性为5.8～10.0mpa
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。2.如权利要求1所述的超强超硬高断裂韧性的硬质合金，其特征在于：所述w、ta、nb、zr、ti与c构成多组元碳化物基体，所述co构成粘结相，所述co以12wt.％的质量百分比的量存在。3.如权利要求2所述的超强超硬高断裂韧性的硬质合金，其特征在于：所述w、ta、nb、zr、ti元素的摩尔比为等摩尔比或接近等摩尔比。4.如权利要求2或3所述的超强超硬高断裂韧性的硬质合金，其特征在于：所述w、ta、nb、zr、ti元素的摩尔量之和等于碳的摩尔量。5.如权利要求1～4中任一项所述的超强超硬高断裂韧性的硬质合金的制备方法，其特征在于：包括，按权利要求1所述的合金除co外的各组分原子配比配取各组分，在真空或惰性气体保护条件下一次球磨，筛粉后与co粉按比例混合，在真空或惰性气体保护条件下二次球磨，筛粉后在模具中压实制坯，在真空或惰性气体保护条件下烧结，得到硬质合金块体材料。6.如权利要求5所述的超强超硬高断裂韧性的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述一次球磨和二次球磨，球料比为5～10：1，球磨机转速为每分钟100～600转。7.如权利要求6所述的超强超硬高断裂韧性的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述一次球磨，球磨时间为10～110小时。8.如权利要求6所述的超强超硬高断裂韧性的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述二次球磨，球磨时间为6～10小时。9.如权利要求5～8中任一项所述的超强超硬高断裂韧性的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述烧结，采用热压烧结、气压烧结或放电等离子体烧结。10.如权利要求9所述的超强超硬高断裂韧性的硬质合金的制备方法，其特征在于：所述烧结，烧结温度为1200～1600℃，烧结时间为5～40分钟，烧结压力为1～60兆帕，烧结过程在真空或惰性气体保护条件下进行。

技术总结
本发明公开了一种超强超硬高断裂韧性的硬质合金及其制备方法，超强超硬高断裂韧性的硬质合金，按照原子百分比计包括下述组分，W 5～10％，Ta3～10％，Nb 8～10％，Zr 8～10％，Ti 8～20％，C 35～50％，Co 6～20％；且W、Ta、Nb、Zr、Ti的原子百分含量之和≤60％且≥30％。本发明制备的硬质合金包含多组元碳化物基体，Co粘结相，以及少量氧化锆相等，使得该硬质合金兼具高硬度，高强度和高断裂韧性，可作为高性能硬质合金应用于金属切削、模具、航空涂料和矿山工具等领域。矿山工具等领域。矿山工具等领域。


技术研发人员：李志明 胡娇娇 甘科夫 严定舜 张勇
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2022.08.18
技术公布日：2022/11/8