二硼化鎢硬質材料的生産

作爲一種典型的過渡金屬鎢硼化物,二硼化鎢(WB2)是一種新型的硬質材料,具有高硬度(在4.9N載荷下的維氏硬度達到20GPa以上)、良好的耐磨性和化學穩定性等優良特性,被廣泛應用于切削刀具、耐磨塗層等領域。然而,目前的生産方法即高溫高壓下的燒結技術不僅生産成本較高,而且硼元素還會揮發。針對上述的問題,專利號爲CN107285329A的研究者提出一種機械合成法。

中鎢在綫鎢粉圖片

中鎢在綫鎢粉圖片

機械合成法的具體步驟:1)將鎢粉和非晶硼粉混合,添加磨球,在氬氣的保護氣氛及室溫下進行球磨,合成WB2粉末;2)將WB2粉末壓成片,再通過冷等靜壓預壓成型,得WB2壓片;3)將WB2壓片在真空或者氬氣氣體保護下與l500-1800°C中進行燒結,制得二硼化鎢硬質材料。

該生産技術的注意事項:(1)步驟1)中球磨時間約爲45h,磨球的材質爲碳化鎢,鎢粉和非晶硼的摩爾比爲1:2.5〜5;鎢粉和非晶硼粉的總質量與磨球的質量比爲1:3〜6。(2)步驟2)中預壓的壓力爲150〜250MPa。(3)步驟3)中燒結的保溫時間爲1〜2h。

硼化鎢圖片

硼化鎢圖片

該生産技術的優點在于:在常溫常壓下就可直接合成WB2粉末,幷在常壓下就可制得緻密的WB2硬質材料,其製備過程可控性强;所製造的WB2硬質材料具有較高的純度,其在4.9N載荷下的維氏硬度值可達到20GPa以上,適合製作切削刀具、電極材料、耐腐蝕材料和屏蔽材料。

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