权利要求
1.一种高耐磨硬质合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述高耐磨硬质合金复合材料的制备包括以下步骤：
S1将碳化钨与碳化钛研磨混匀，压制成型得到混合坯体;将所述混合坯体进行热处理，氩气流冷却至室温，得到硬质相;
S3将所述硬质相与所述粘结相球磨处理得到混合合金;将所述混合合金压制成型，获得合金坯体;将所述合金坯体进行烧结处理，在氮气氛围中冷却，得到冷却合金;将所述冷却合金进行退火处理，自然冷却到室温得到处理合金;将所述处理合金通过抛光、清洗、真空干燥得到所述高耐磨硬质合金复合材料;
其中，所述球磨处理中球料比为6:1，球磨转速为600rpm，球磨时间为12h;
所述混合溶剂由硫酸钠与柠檬酸钠以体积比1:1混合而成;
所述硬质相与所述粘结相的质量比为3-9:1-3;
所述烧结处理选自微波烧结与放电等离子烧结中的一种;
所述纳米颗粒的尺寸为0.5nm-100nm;
所述二水合钼酸钠的浓度为1-8g/L。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨硬质合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述热处理的温度为1250-1400℃，时间为2-5h;所述氩气流冷却时间为30-90min。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨硬质合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述粘结相的制备包括以下步骤：
将所述六水合硫酸镍、所述二水合钼酸钠加入所述混合溶剂中，搅拌均匀溶解得到所述混合溶液;向所述混合溶液中加入所述纳米颗粒充分分散，超声30min得到所述超声溶液;将所述超声溶液加入烧杯中，将烧杯置于恒温水浴锅中，以纯镍板作为阳极，所述超声溶液作为阴极进行电镀处理，得到电镀样品;将所述电镀样品取出，超声清洗20min，真空干燥得到所述粘结相;
所述水浴锅温度为30-60℃;所述电镀处理的电流密度为3-6A/dm2。
4.根据权利要求3所述的一种高耐磨硬质合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述六水合硫酸镍的浓度为12g/L;所述二水合钼酸钠浓度为2-5g/L。
6.根据权利要求3所述的一种高耐磨硬质合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述纳米颗粒在所述粘结相中的质量百分数为8%-20%;所述纳米颗粒的尺寸为2.5nm-20nm。
7.根据权利要求1所述的一种高耐磨硬质合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述微波烧结包括以下步骤：
将所述合金坯体放入微波烧结炉中，高纯氩气条件下控制烧结温度为1200-1800℃，烧结时间为30-60min，在氮气氛围条件下自然冷却至室温，得到所述冷却合金。
8.根据权利要求1所述的一种高耐磨硬质合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述放电等离子烧结包括以下步骤：
将所述合金坯体置于放电等离子烧结炉，高纯氩气条件下控制烧结温度为1200-1800℃，烧结时间为5-15min，在氮气氛围条件下自然冷却至室温，得到所述冷却合金。
9.根据权利要求1所述的一种高耐磨硬质合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述退火处理的温度为900-1200℃;所述退火处理的时间为2-3.5h。
10.一种如权利要求1所述方法制备的高耐磨硬质合金复合材料，其特征在于：所述高耐磨硬质合金复合材料包括硬质相和粘结相;所述硬质相包括碳化钨与碳化钛，所述粘结相包括六水合硫酸镍、二水合钼酸钠和纳米颗粒。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及硬质合金材料制备技术领域，具体为一种高耐磨硬质合金复合材料及其制备方法。
背景技术
[0002]硬质合金材料因其具有的高硬度、高强度、良好的高温性能和优秀的耐磨性能，被广泛应用于刀具、模具等各种高抗磨损工业技术领域。
[0003]传统的硬质合金一般利用粉末冶金技术制备得到，具体是以高硬度难熔金属的碳化物如WC为主相成分，并加入钴或者镍等粘结相，压制成型后经烧结而成，制得的硬质合金可以保证较高的硬度，但是韧性较差，脆性大导致其难以加工，且遭受冲击时容易发生断裂，严重阻碍了硬质合金的进一步的研究和应用。同时Co在世界范围的储量都十分有限，是国家稀缺战略物资，加之世界工业发展对其需求量日益增大，导致Co的价格越来越高也增加了硬质合金的生产成本。
[0004]为了解决上述技术问题，现有技术中提出将硬质合金与其他成核剂作为改善韧性的材料，进行复合以改善硬质合金的性能，通过在硬质合金表面涂覆氮化钛、氧化铝等功能性涂层来提高硬质合金的综合性能，但现有技术中主要采用化学气相沉积或物理气相沉积法在硬质合金表面涂覆功能性涂层，使用过程中容易受到环境的影响，导致涂层与基体的结合能力较差，无法有效且稳定的改善硬质合金的力学性能。
[0005]现有技术中将硬质合金材料与碳钢材料进行复合来提高合金的综合力学性能，主要采用焊接技术将碳钢材料与硬质合金材料进行结合，然而，硬质合金和碳钢材料的物理和化学差异性较大，导致其焊接部分强度不够，导致在硬质合金一侧形成贫碳层，导致焊接部位存在大量热残余应力，在焊接处具有较高的脆性，同时焊接处的耐磨性能差，限制了硬质合金的进一步使用。
[0006]综上所述，现有技术中对于硬质合金的性能改善仍有明显缺点，硬质合金仍存在力学性能以及耐磨性能无法同时满足的问题。
[0007]为此，本发明提供一种高耐磨硬质合金复合材料及其制备方法。
发明内容
[0008]本发明的目的在于提供一种高耐磨硬质合金复合材料及其制备方法，通过将碳化钨与碳化钛以质量比混匀，经过热处理得到硬质相;将六水合硫酸镍、二水合钼酸钠以及纳米颗粒溶于溶剂中作为阴极，通过电化学处理得到粘结相，通过将硬质相，粘结相经过球磨、压制、放电等离子烧结，退火处理后打磨，清洗制得所述高耐磨硬质合金;通过控制热处理的温度、时间以及冷却时间，避免硬质相晶粒的过分生长，提高合金的硬度;调节电化学反应时电流密度以及溶液温度改善钼元素的用量，提高合金的韧性;控制硬质相与粘结相质量比，调节放电等离子烧结的温度与时间，改善合金的硬度与横向断裂强度;通过控制退火时间与温度，进一步调节硬质合金的晶粒大小，提高合金的综合力学性能;通过控制纳米颗粒的种类、用量以及尺寸大小，提高合金硬度的同时耐磨性能也得到提高。
[0009]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0010]本发明提供一种高耐磨硬质合金复合材料的制备方法，所述高耐磨硬质合金复合材料的制备包括以下步骤：
[0011]S1将碳化钨与碳化钛研磨混匀，压制成型得到混合坯体;将所述混合坯体进行热处理，氩气流冷却至室温，得到硬质相;
[0012]S2将六水合硫酸镍、二水合钼酸钠、纳米颗粒加入混合溶剂中分散溶解，超声处理得到超声溶液;将所述超声溶液作为阴极进行电镀处理得到电镀样品;将所述电镀样品清洗，干燥制得粘结相;
[0013]S3将所述硬质相与所述粘结相球磨处理得到混合合金;将所述混合合金压制成型，获得合金坯体;将所述合金坯体进行烧结处理，在氮气氛围中冷却，得到冷却合金;将所述冷却合金进行退火处理，自然冷却到室温得到处理合金;将所述处理合金通过抛光、清洗、真空干燥得到所述高耐磨硬质合金复合材料;
[0014]其中，所述球磨处理中球料比为6:1，球磨转速为600rpm，球磨时间为12h;
[0015]所述混合溶剂由硫酸钠与柠檬酸钠以体积比1:1混合而成;
[0016]所述硬质相与所述粘结相的质量比为3-9:1-3;
[0017]所述烧结处理选自微波烧结与放电等离子烧结中的一种;
[0018]所述纳米颗粒的尺寸为0.5nm-100nm;
[0019]所述二水合钼酸钠的浓度为1-8g/L。
[0020]优选的选用球磨法可以控制合金晶粒的大小，本发明通过热处理碳化钨与碳化钛，通过调节温度与时间控制硬质相晶粒的大小，通过电化学法制得的粘结相晶粒尺寸均一，同时避免晶粒的过度生长，在球磨过程中，避免晶粒的进一步生长。
[0021]优选的，所述热处理的温度为1250-1400℃，时间为2-5h;所述氩气流冷却时间为30-90min。
[0022]优选的，所述粘结相的制备包括以下步骤：
[0023]将所述六水合硫酸镍、所述二水合钼酸钠加入所述混合溶剂中，搅拌均匀溶解得到所述混合溶液;向所述混合溶液中加入所述纳米颗粒充分分散，超声30min得到所述超声溶液;将所述超声溶液加入烧杯中，将烧杯置于恒温水浴锅中，以纯镍板作为阳极，所述超声溶液作为阴极进行电镀处理，得到电镀样品;将所述电镀样品取出，超声清洗20min，真空干燥得到所述粘结相;
[0024]所述水浴锅温度为30-60℃;所述电镀处理的电流密度为3-6A/dm2。
[0025]优选的，所述六水合硫酸镍的浓度为12g/L;所述二水合钼酸钠浓度为2-5g/L。
[0026]优选的，所述纳米颗粒选自纳米氧化铝、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛中的一种。
[0027]优选的，所述纳米颗粒在所述粘结相中的质量百分数为8%-20%;所述纳米颗粒的尺寸为2.5nm-20nm。
[0028]优选的，所述微波烧结包括以下步骤：
[0029]将所述合金坯体放入微波烧结炉中，高纯氩气条件下控制烧结温度为1200-1800℃，烧结时间为30-60min，在氮气氛围条件下自然冷却至室温，得到所述冷却合金。
[0030]优选的，所述放电等离子烧结包括以下步骤：
[0031]将所述合金坯体置于放电等离子烧结炉，高纯氩气条件下控制烧结温度为1200-1800℃，烧结时间为5-15min，在氮气氛围条件下自然冷却至室温，得到所述冷却合金。
[0032]优选的，所述退火处理的温度为900-1200℃;所述退火处理的时间为2-3.5h。
[0033]本发明还提供一种如上所述方法制备的高耐磨硬质合金复合材料，所述高耐磨硬质合金复合材料包括硬质相和粘结相;所述硬质相包括碳化钨与碳化钛，所述粘结相包括六水合硫酸镍、二水合钼酸钠和纳米颗粒。
[0034]与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0035]1、本发明通过对碳化钨以及碳化钛进行混合均匀，利用热处理过程中碳化钨晶粒会随着温度、时间的延长而长大，不均匀晶粒的形成导致合金的硬度受到明显下降，控制热处理温度以及时间，控制冷却速率，制得的硬质合金的硬度以及抗冲击韧性明显提高。
[0036]2、通过使用电化学法，将金属镍、金属钼以固溶的形式结合，同时加入纳米颗粒，通过控制电流密度以及电镀溶液温度，制得的粘结相中控制钼元素的用量，进而提高粘结相与硬质相的结合能力，同时粘结相的加入改善硬质合金的韧性，综合力学性能提升。
[0037]3、本发明通过将硬质相与粘结相进行球磨，避免金属合金颗粒间的团聚，利用粘结相原子能够促进硬质相原子的扩散，加快晶粒生长，提高硬质合金的致密化程度，利用放电等离子烧结时选择的是石墨烧结器皿，能够使炉腔内的碳势得到提高，避免了脱碳反应的发生，进一步提高合金的力学性能。
[0038]4、本发明利用硬质相与粘结相在退火处理时固溶成为均匀分布的β相，同时有均匀弥散分布的第二相析出，使得晶粒组织细化程度增强，进一步提升合金的硬度以及韧性，控制退火温度与时间，进一步改善合金的力学性能。
[0039]5、本发明利用纳米颗粒能够提供更多的形核核心以及阻碍晶体的生长，使合金的晶粒细化，增大晶界的体积分数，进一步提高合金的硬度，同时控制纳米颗粒的尺寸大小，提高硬质合金的耐磨性能。
附图说明
[0040]图1为本发明制备高耐磨硬质合金复合材料的工艺流程图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]请参阅图1，本发明提供一种高耐磨硬质合金复合材料及其制备方法，技术方案如下：
[0043]实施例1
[0044]混合粉末的制备：
[0045]将碳化钨与碳化钛以质量比1:1机械研磨处理混匀，获得混合粉体;将所述混合粉体压制成型，获得混合坯体;将所述混合坯体1250℃热处理3h，60min内冷却到室温，得到硬质相;
[0046]将六水合硫酸镍15g/L以及二水合钼酸钠4g/L加入硫酸钠与柠檬酸钠(溶剂体积比1:1)的混合溶液中，搅拌均匀溶解得到混合溶液;向所述混合溶液中加入纳米氧化铝充分分散，置于超声仪中超声30min得到超声溶液;将所述超声溶液加入烧杯中，将烧杯置于50℃恒温水浴锅中，以纯镍板作为阳极，超声溶液作为阴极进行电镀处理，打开电源，保持电流密度为5A/dm2，电镀过程中搅拌以消除表面氢气气泡，电镀处理1h后得到电镀样品;将所述电镀样品取出，超声清洗20min，60℃真空干燥30min得到粘结相;
[0047]将所述硬质相与所述粘结相加入行星球磨机中球磨处理12h得到混合合金，球磨处理球料比为6:1，球磨转速为600rpm;将所述混合合金压制成型，获得合金坯体;将所述合金坯体进行放电等离子烧结处理，1600℃条件下保温10min，之后在氮气氛围中冷却，冷却时间为60min，得到冷却合金;将所述冷却合金在1100℃条件下进行退火处理3h，自然冷却到室温得到处理合金;将所述处理合金通过砂纸抛光、去离子水清洗、真空干燥得到所述高耐磨硬质合金。图1为本发明实施例1得到的高耐磨硬质合金复合材料制备流程图。
[0048]实施例2-11 参照实施例1的制备方法与参数条件，区别如表1所示。
[0049]对比例1 参照实施例1的制备方法与参数条件，区别在于不加入碳化钛。
[0050]对比例2 参照实施例1的制备方法与参数条件，区别在于不进行热处理。
[0051]实施例12 硬度测试
[0052]将实施例1-11、对比例1-2制备得到的高耐磨硬质合金采用数显式洛氏硬度计(西安华银仪器设备有限公司)，按照GB/T 3849.1—2015标准测定硬质合金的洛氏硬度，采用摆锤式冲击试验机按照GB/T 1817—2017测定硬质合金的抗冲击韧性，测试结果如表1所示。
[0053]表1 实施例1-11、对比例1-2的硬度测试
[0054]
[0055]通过表1结果可知，对比例1中不加入碳化钛得到的硬质相相比于实施例1-11的硬度有明显降低，仅达到78HRA，由于碳化钛可以在一定程度上阻碍晶粒的生长，会在晶界上偏聚，形成一种阻碍晶界迁移的“拖曳”效应，避免碳化钨晶粒的进一步生长，同时碳化钛的整体粒径大于碳化钨，在机械研磨过程中均匀分散在碳化钨，在热处理过程中形成(Ti,W)C的硬质相，抑制WC的溶出，增强合金硬度;对比例2中不经过热处理得到的合金的硬度也有明显降低，由于无法形成固溶态的硬质相，降低合金整体的硬度;实施例1-4结果可知，随着热处理温度的增加，合金的硬度逐渐降低，由于在高温下，碳化钨晶粒会随着时间的延长而长大，同时过高的温度会进一步降低晶粒形成的均匀性，不均匀晶粒的形成导致合金的硬度受到明显下降;实施例2、实施例5-11结果可知，随着热处理时间的延长，合金的硬度有明显的降低，由于时间的延长，晶粒的生长更加明显，通过减少热处理时间以及降低冷却时间，减少高温对碳化钨合金晶粒生长的促进作用，进一步提高合金的硬度，然而，过短的冷却时间以及热处理时间进一步影响合金的韧性，整体力学性能下降;通过对硬质相热处理过程中温度、处理时间、冷却时间的调整，提高合金的整体力学性能。
[0056]实施例13
[0057]将六水合硫酸镍15g/L以及二水合钼酸钠4g/L加入硫酸钠与柠檬酸钠(溶剂体积比1:1)的混合溶液中，搅拌均匀溶解得到混合溶液;向所述混合溶液中加入纳米氧化铝充分分散，置于超声仪中超声30min得到超声溶液;将所述超声溶液加入烧杯中，将烧杯置于50℃恒温水浴锅中，以纯镍板作为阳极，超声溶液作为阴极进行电镀处理，打开电源，保持电流密度为5A/dm2，电镀过程中搅拌以消除表面氢气气泡，电镀处理1h后得到电镀样品;将所述电镀样品取出，超声清洗20min，60℃真空干燥30min得到粘结相;硬质合金参照实施例2制备。
[0058]实施例14-23 参照实施例13的制备方法与参数条件，区别如表2所示。
[0059]对比例3 参照实施例13的制备方法与参数条件，区别在于粘结相。
[0060]实施例24 韧性测试
[0061]将实施例13-23、对比例3利用电子万能试验机按照GB/T3851—2015测试合金的韧性性能，结合三点测试抗弯公式换算得到硬质合金的横向断裂强度，测试结果如表2所示。
[0062]表2 实施例13-23、对比例3韧性测试
[0063]
[0064]通过表2结果可知，对比例3中不加入粘结相制得的硬质合金的抗弯强度相比于实施例13-23有明显的降低，粘结相的硬度低于硬质相，但粘结相引入的纳米氧化铝与硬质相之间结合更加紧密，钉扎效果明显，使得相变增韧的效果更加显著，同时裂纹在扩展时遇到粘结相颗粒发生了偏转、桥接以及微裂纹等增韧机制，使韧性大幅度提高;由实施例13-23结果可知，电流密度、溶液温度、钼酸钠浓度的改变会导致粘结相中钼的含量变化，进而影响硬质合金整体的韧性，Mo的含量较低时，由于Mo的原子半径相比较Ni、Al的原子半径要大，Mo原子占据粘结相中的点阵位置会引起严重的晶格畸变，所以其固溶强化机制此时占主导地位，使得合金的断裂韧性和硬度都显著增强然而当钼含量超过了硬质合金的固溶极限，就会产生许多金属间化合物，使得添加钼摩尔比较大硬质合金的抗弯强度进一步降低;通过实施例13-23结果可知，控制电化学生成粘结相的电流密度、溶液温度以及钼酸钠浓度，可有效提高硬质合金的抗弯强度，韧性明显提高。
[0065]实施例25
[0066]硬质相以及粘结相的合成参照实施例16制备得到;
[0067]将硬质相与粘结相加入行星球磨机中球磨处理12h得到混合合金，球磨处理球料比为6:1，球磨转速为600rpm;将所述混合合金压制成型，获得合金坯体;将所述合金坯体进行烧结处理，放电等离子烧结温度为1600℃，烧结10min，在氮气氛围中冷却，冷却时间为60min，得到冷却合金;将所述冷却合金在1100℃条件下进行退火处理，保温3h，自然冷却到室温得到处理合金;将所述处理合金通过砂纸抛光、去离子水清洗、真空干燥得到所述高耐磨硬质合金。
[0068]实施例26-37 参照实施例25的制备方法与参数条件，区别如表3所示。
[0069]表3 实施例25-37参数变化
[0070]
[0071]实施例38 力学性能测定
[0072]将实施例25-37按照GB/T 3849.1—2015标准测定硬质合金的洛氏硬度，按照GB/T3851—2015测定硬质合金的抗弯强度，测试结果如表4所示。
[0073]表4 实施例25-37力学性能测定
[0074]
[0075]通过表4结果可知，实施例25-28中，通过改变硬质相以及粘结相的质量比，对硬质合金的硬度以及韧性有明显的改变，随着粘结相用量的增加，硬度表现出逐渐降低的趋势，横向断裂强度表现出逐渐升高的趋势，由于粘结相用量增多时，相邻粘结相颗粒接触的机会也增多，从而合并长大;然而由于粘结相原子能够促进硬质相原子的扩散加快晶粒生长，提高硬质合金的致密化程度，表现出硬度逐渐增加;但过多的粘结相分布在碳化钨晶界处会产生钉扎作用，使得相变增韧的效果更加显著，抗弯强度大幅度提高;实施例29-32结果可知，通过改变微波烧结的时间，合金硬度以及抗弯强度表现出先增加后降低的趋势，相比于放电等离子整体力学性能较差，碳化钨晶粒与粘结相晶粒通过预处理后，表现成与粉末形态相近的颗粒团聚体，并且颗粒之间晶界模糊，材料中孔隙很多导致密度较低;随着温度升高，部分气孔被排除，材料的致密化程度提高，晶粒尺寸在烧结温度升高时不断粗化，晶粒尺寸异常长大，大孔隙周围没有小的晶粒能够填补，致密度下降，硬度和断裂韧性也随之降低;然而由于微波电磁场的特点以及烧结时使用不同的保温材料、接触材料，导致微波烧结腔内无法提高环境碳势，在烧结过程中出现了脱碳现象，而放电等离子烧结时选择的是石墨烧结器皿，能够使炉腔内的碳势得到提高，避免了脱碳反应的发生，表现出硬度以及韧性的下降。
[0076]实施例39-46 参照实施例26的制备方法与参数条件，区别如表5所示。
[0077]对比例4 参照实施例26的制备方法与参数条件，区别在于不经过退火处理。
[0078]实施例47 力学性能测定
[0079]将实施例39-46、对比例4按照GB/T3849.1—2015标准测定硬质合金的洛氏硬度，按照GB/T3851—2015测定硬质合金的抗弯强度，测试结果如表5所示。
[0080]表5 实施例39-46、对比例4力学性能测定
[0081]
[0082]通过表5结果可知，对比例4中不经过退火处理得到的硬质合金的硬度能达到合金的基本要求，然而横向断裂强度相比与实施例38-45表现出明显的降低，较差的韧性影响了合金的进一步使用;实施例39-42结果可知，随着退火温度的升高，硬质合金的硬度表现出先增加后降低的趋势，而横向断裂强度表现出逐渐增加，随着退火温度的升高，硬质相与粘结相固溶成为均匀分布的β相，同时有均匀弥散分布的第二相析出，使得晶粒组织细化程度增强，进一步提升合金的硬度以及韧性，然而随着温度的继续提高，晶粒的重新排列会导致硬质合金中的碳化物颗粒发生粗化，晶粒长大，硬质合金的硬度，同时高温退火还会促进粘结相的均匀分布，但粘结相的增多或重新分布也会降低整体硬度;实施例41、实施例43-46结果可知，随着退火时间的增加，硬质合金的硬度表现出先增加后降低的趋势，而横向断裂强度表现出逐渐增加，共晶第二相析出，在提高强度的同时对韧性有一定削弱作用，随着退火时间的延长，共晶第二相分布趋于均匀化，提高硬质合金的韧性，然而退火时间的延长会导致晶粒的生长显著，降低合金的硬度以及韧性;综上所述，控制退火温度以及退火时间，制得的硬质合金的洛氏硬度为92HRA，横向断裂强度为3650MPa，表现出明显提高的综合力学性能。
[0083]实施例48-57 参照实施例41的制备方法与参数条件，区别如表6所示。
[0084]对比例5
[0085]使用实施例41制得的硬质相，将所述硬质相与金属镍、金属钼、纳米二氧化钛加入行星球磨机中球磨处理12h得到混合合金，球磨处理球料比为10:1，球磨转速为800rpm;将所述混合合金压制成型，获得合金坯体;将所述合金坯体进行烧结处理，烧结温度为1600℃，烧结10min，在氮气氛围中冷却，冷却时间为60min，得到冷却合金;将所述冷却合金在1100℃条件下进行退火处理，保温3h，自然冷却到室温得到处理合金;将所述处理合金通过砂纸抛光、去离子水清洗、真空干燥得到所述高耐磨硬质合金。
[0086]对比例6 参照实施例41的制备方法与参数条件，区别在于不加入纳米颗粒。
[0087]实施例58 耐磨性能测试
[0088]将实施例48-57、对比例5-6制备得到的高耐磨硬质合金根据GBT 34501-2017的测试方法进行磨损量测试，测试结果如表6所示。
[0089]表6 实施例48-57、对比例5-6磨损量测试
[0090]
[0091]通过表6结果可知，对比例5中通过研磨共混的方式加入粘结相，制得的硬质合金的体积磨损量相比于实施例48-57有明显的提高，耐摩擦性能差，通过电化学制得的粘结相可以通过控制电流密度以及温度使得粘结相的晶粒生长受限，避免晶粒的过分生长降低合金的强度，在研磨共混过程中，利用粘结相中纳米颗粒通过其自身的纳米尺寸效应起到的增强作用，同时纳米二氧化钛的引入，增加与碳化钨基体的结合能力，形成固溶相避免晶粒的进一步生长，提高合金的耐磨性能;对比例6中不加入纳米颗粒，合金晶粒的生长无法受到限制，晶粒过大，影响合金的硬度，进而降低耐磨性能;实施例50-53结果可知，纳米颗粒的加入能够提供更多的形核核心以及阻碍晶体的生长，使合金的晶粒细化，增大晶界的体积分数;合金的位错会沿一定晶面滑移和增值，这种滑移的位错被阻挡在晶界处，从而形成晶体内部的位错塞积提高镀层的硬度，随着用量的增加，合金的体积磨损量表现出逐渐降低的趋势;实施例50、54-57结果可知，随着纳米颗粒尺寸的增加，合金的体积磨损量表现出先降低后增加的趋势，当颗粒尺寸远小于晶粒尺寸时，颗粒可以被完全地包覆在晶体中，此时，运动的位错会受到颗粒的阻碍产生摩擦力，耐磨性能变差，当颗粒尺寸大于晶粒尺寸时，颗粒被排挤到晶体外部，硬质相很难实现对所有颗粒的完全包覆，一部分大颗粒在摩擦力的作用下被带离合金表面，从而增加摩擦力，体积磨损量提高;通过控制纳米颗粒的用量以及尺寸，进一步提高合金的耐磨性能。
[0092]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
说明书附图(1)
