本發(fā)明屬于硬質合金領域，具體涉及一種碳化鎢鈦鉭鉬固溶體粉末及其制備方法。
背景技術：
：為了改善tic金屬陶瓷刀具材料的切削性能，人們常加入wc、tac、mo2c來改善金屬陶瓷刀具材料的高溫紅硬性，以擴大金屬陶瓷刀具的應用范圍。一般情況下都是以wc、tac、mo2c的純凈物形式添加。研究發(fā)現添加wc、tac，適當降低tic的含量可以擴大tic基金陶瓷切削工具的應用范圍?？茖W工作者經過大量的試驗發(fā)現，wc、tac以固溶體形式（w，ti，ta）c的形式加入時，效果更好。而添加mo能改善粘結相與tic的潤濕性能，提高刀具材料的力學性能，但是現在mo的添加一般直接以mo2c形式加入，難以獲得良好的改善效果。技術實現要素：本發(fā)明的目的在于，提供一種新型五元（w，ti，ta，mo）c固溶體粉末及其制備方法，以獲得固溶度高的五元固溶體粉末，使得材料制備過程中，mo元素的作用能被充分發(fā)揮。本發(fā)明的技術方案之一為：一種碳化鎢鈦鉭鉬固溶體粉末，所述固溶體中wc:tic:tac:mo2c的質量比為20~30:50~70:5~10:5~15。進一步地，所述固溶體中wc:tic:tac:mo2c的質量比為22~26:55~65:4~8:7~12。優(yōu)選地，所述固溶體中wc:tic:tac:mo2c的質量比為24:61:6:9。優(yōu)選地，所述固溶體粉末的平均粒度為2~3μm。本發(fā)明的技術方案之二為：碳化鎢鈦鉭鉬固溶體粉末的制備方法，包括如下步驟：（1）以wc、tac、mo2c、tio2和炭黑粉末為原料，按固溶體的組成計算出上述各種原料的所需質量，并分別稱取上述各種原料，混合獲得原料混合物；（2）向原料混合物中加入球磨介質，通過滾動球磨將原料均勻混合，獲得原料混合料漿，其中，球料比為3~6:1，混料時間為8~12h；（3）將步驟（2）中獲得的混合物料漿轉入真空干燥箱內，在-0.06~-0.02mpa、70~80℃條件下干燥，然后擦篩，得到粒徑為0.5~1mm的混合料粉末；（4）將混合料粉末以0.4~0.8mpa的壓力壓制成料坯；（5）將壓制好的料坯轉入真空反應器中，在1600~1800℃的溫度下碳化還原反應1~3h，最終在1800~2000℃的溫度下固溶反應3~5h，獲得碳化鎢鈦鉭鉬固溶體粉末。本發(fā)明中，以wc為w源，tac作為ta源，mo2c作為mo源，tio2作為ti源，再配以一定量的炭黑粉末，在真空下進行還原碳化-固溶反應，從而制得所需的固溶體粉末。通過本方法制備所得的固溶體粉末具有很好的固溶度，通過xrd分析為單相結構，同時產品的純度高，氧含量低，成分可控。進一步地，步驟（2）中球磨介質為酒精。進一步地，步驟（2）中球料比為4:1，混料時間為12h。進一步地，步驟（4）中成型壓力為0.6mpa。進一步地，步驟（5）中碳化還原反應條件為：1700℃、2h。進一步地，步驟（5）中固溶反應條件為：1900℃、3h。本發(fā)明的五元（w，ti，ta，mo）c固溶體固溶度高、純度高，將該五元固溶體用于金屬陶瓷刀具的制備，可充分發(fā)揮固溶體的作用，大大提高刀具的質量穩(wěn)定性、切削性能和使用壽命。附圖說明圖1是本發(fā)明的實施例1中固溶體粉末的xrd圖譜。具體實施方式以下將結合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。實施例1本實施例中，碳化鎢鈦鉭鉬固溶體粉末的制備，包括如下步驟：（1）用wc作為w源，tac作為ta源，mo2c作為mo源，tio2源為ti源，并以炭黑作為還原劑，其中wc、tac、mo2c、tio2的質量比為15:6:9:52，炭黑所占比重為原料總量的23wt.%，按上述配比分別稱取上述各原料，混合獲得原料混合物；（2）以酒精為球磨介質，通過滾動球磨將原料均勻混合，獲得原料混合料漿，其中，球料比為4:1，混料時間為12h；（3）將步驟（2）中獲得的混合物料漿轉入真空干燥箱內，在-0.04mpa、75℃條件下干燥，然后擦篩，得到粒徑為0.5~1mm的混合料粉末；（4）將混合料粉末以0.6mpa的壓力壓制成料坯；（5）將壓制好的料坯轉入真空反應器中，在1700℃的溫度下碳化還原反應2h，最終在1900℃的溫度下固溶反應3h，獲得碳化鎢鈦鉭鉬固溶體粉末，固溶體粉末的平均粒徑為2~3μm。按照實施1的方法得到最終組織為（w0.1ti0.84ta0.025mo0.035）c的固溶體粉末，固溶體粉末化學組成見表1；將圖1中固溶體粉末的xrd圖譜與相應標準pdf卡片對比可知，所得固溶體粉末為單相物質，且結晶度高。表1固溶體的化學成份元素wtitamoctcfo測試值（wt.%）22.1848.745.78.5514.530.020.08由上表可以看出所制得粉末成分基本與設計值相符，氧含量很低（≤0.1wt.%），粉末具有較高的純度（＞99.5%）；其中，ct是固溶體的總碳含量，cf是固溶體中沒有固溶好的游離碳含量，cf和o都屬于雜項，含量越小越好。利用獲得的（w0.1ti0.84ta0.025mo0.035）c固溶體粉末制備金屬陶瓷刀具材料，其制備方法如下：（1）按照配方分別稱取co、ni和（w0.1ti0.84ta0.025mo0.035）c，混合，其中，co、ni的平均粒徑分別為1μm，co、ni的含量分別為6wt.%、8wt.%，（w0.1ti0.84ta0.025mo0.035）c的添加量為86wt.%；（2）以己烷為濕磨介質，球磨72h，以將原料均勻混合，其中，球料比為4:1；（3）再參蠟混合2h，干燥制粒后壓成刀片毛坯，在1470℃、4~6mpa條件下，低壓燒結1.5h，獲得金屬陶刀具材料。其中，步驟（2）中己烷的添加量為每公斤粉末原料添加400毫升。對獲得的金屬陶瓷刀具進行檢測發(fā)現，該金屬陶瓷刀具材料的抗彎強度達到1885mpa，比普通金屬陶瓷刀具材料的抗彎強度提升30%以上，大大提高了刀具材料的切削能力和使用壽命。上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落入本申請所附權利要求所限定的范圍。當前第1頁12