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SiC纤维-WC-Ni硬质合金复合材料及其制备方法


技术摘要:
本发明提供一种SiC纤维‑WC‑Ni硬质合金复合材料及其制备方法,所述SiC纤维‑WC‑Ni硬质合金复合材料包括互为角度方向、多层叠放的复合SiC纤维布,每层复合SiC纤维布为WC‑Ni硬质合金粉末通过粘结剂包裹于SiC纤维素材的表面制得,以整体上形成以WC‑Ni硬质合金材料为基  全部
背景技术:
WC-Co硬质合金具有特殊的耐蚀性、高硬度、优良的断裂韧性和抗压强度,有现代 工业牙齿之称,在工业上面经常用于高压容器的柱塞和合成金刚石的顶锤和裁纸刀等,在 军工、精密仪器和矿山工具、冶金、矿山等领域有着非常重要的地位。 目前,纤维增韧补强硬质合金材料以替代金属相的硏究逐渐得到重视。现有技术 中第201210072565.1号中国专利申请提出一种SiC纤维-WC-Co硬质合金复合材料及其制备 方法,以WC-Co为基体,通过添加SiC纤维,通过一定的制备工艺,从而制得SiC纤维-WC-Co硬 质合金复合材料。由于SiC纤维的强度高,极其纯净,内部缺陷少,而且SiC纤维通过制成纤 维布,与WC-Co粉末布交替叠放后,可使SiC纤维在复合材料中均匀分布。SiC纤维在材料中 起到了裂纹桥联、裂纹偏转、拔出效应的作用,在提高其强度的同时,提高了材料的韧性。但 这一复合材料在酸性介质中,腐蚀程度较重,限制了其在多方面的应用。
技术实现要素:
本发明目的在于提供一种SiC纤维-WC-Ni硬质合金复合材料、制备装置及其制备 方法。 本发明第一方面提出的一种SiC纤维-WC-Ni硬质合金复合材料,所述SiC纤维-WC- Ni硬质合金复合材料包括互为角度方向、多层叠放的复合SiC纤维布,每层复合SiC纤维布 为WC-Ni硬质合金粉末通过粘结剂包裹于SiC纤维素材的表面制得,以整体上形成以WC-Ni 硬质合金材料为基底,并在基底中添加SiC纤维素材的SiC纤维-WC-Ni硬质合金复合材料, 其中所述SiC纤维素材占整个SiC纤维-WC-Ni硬质合金复合材料重量的4-8%。 优选地,所述WC-Ni硬质合金粉末中,Ni占WC和Ni粉末总重量的10%。 优选地,所述粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。 优选地,层叠的层数为20-50层。 本发明第二方面提出的一种SiC纤维-WC-Ni硬质合金复合材料的制备方法,所述 制备方法包括: 步骤1、在惰性气体保护环境中,装载WC-Ni粉末与粘结剂,并通过加热和温度监控 控制WC-Ni粉末与粘结剂的黏附温度在预定范围; 步骤2、将SiC纤维素材通过装有WC-Ni粉末与粘结剂改性环境,在SiC纤维素材表 面形成WC-Ni黏附层; 步骤3、带有WC-Ni黏附层的SiC纤维素材进行滚筒缠绕,形成紧密相排的SiC纤维- WC-Ni结合物; 步骤4、将步骤3得到的SiC纤维-WC-Ni结合物剥离,使用剪裁工具沿不同方向裁剪 3 CN 111575611 A 说 明 书 2/6 页 成复合SiC纤维布; 步骤5、将不同方向的SiC纤维布互为角度方向层叠后,放入热压炉中升温、保温, 进行真空除气脱除粘结剂,再在惰性气氛保护下,继续升温、保温,加压制得SiC纤维-WC-Ni 硬质合金复合材料。 优选地,所述SiC纤维素材占整个SiC纤维-WC-Ni硬质合金复合材料重量的4-8%。 优选地,所述WC-Ni硬质合金粉末中,Ni占WC和Ni粉末总重量的10%。 优选地,所述粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。 优选地,所述层叠的层数为20-50层。 优选地,所述制备方法中的工艺条件控制为: 步骤1中,所述黏附温度控制范围为180-200℃; 步骤5中,所述脱除粘结剂的温度为550-750℃;保温时间0.5-2h; 步骤5中,所述压制温度为1360-1580℃;保温时间2-6h;保压压力为60-80MPa。 应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这 样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外,所要求保 护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。 结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实 施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面 的描述中显见,或通过根据本发明教导的
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