通过粉末烧结制造硬质合金多孔材料

多孔材料由于兼有优异的物理力学性能，在航空航天、化工医药、能源及冶金等众多工业领域中拥有巨大的应用潜力。普通的多孔材料包括铁基、铜基、青铜基、镍基、钛基及不锈钢基等，这些材料最大缺点是耐腐蚀性能相对较差，且不耐高温，而且制备过程中需要添加造孔剂，难于控制孔隙的数量及尺寸。

硬质合金作为特殊的金属材料具备耐腐蚀、耐高温的特性，被广泛用作刀具、刃具，在矿山、石油钻探、机械制造等领域已得到广泛应用。硬质合金多孔材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀的优势，但与此同时，多孔硬质合金工艺较为复杂，需要添加造孔剂，孔隙不均匀，孔道不可控制、孔壁不光滑，而且所采用的原料为WC粉与钴粉，生产成本明显较高。

为了降低成本，有学者提出了一种粉末合成碳化钨/钴系多孔材料的解决方案。其大致流程如下：先按照一定的配比称取原料粉末，将备料混合均匀，然后干燥粉末，干燥后的粉末通过氢气还原，获得碳化钨/钴复合粉，复合粉然后进行造粒，造粒后的复合粉通过模压成型工艺压制成具有一定形状的生坯，将生坯经过脱脂后放入高温低压烧结炉中进行烧结，随炉冷却后得到所需要的碳化钨/钴系多孔材料，具体步骤如下：

第一步：配料、混合并干燥

按照合金成分比例，选取氧化钨粉、氧化钴粉、碳粉进行配料，球磨，然后干燥混合料；球磨的转速为150～650转/分钟，球磨介质为酒精或丙酮。

第二步：氢气还原

将球磨并干燥后的混合料在氢气炉中还原处理，获得碳化钨/钴复合粉，还原温度为800～1100℃，还原时间为3～10小时；

第三步：造粒

氢气还原后的复合粉中掺入汽油石蜡溶液并造粒，造粒后的复合粉干燥处理；

第四步：压坯

将上述步骤得到的造粒复合粉在室温下模压成型坯料，压制压力为200～400MPa；

第五步：脱脂

将第四步所得坯料在氢气炉中脱脂，脱脂温度为350～420℃；

第六步：高温低压烧结

高温低压烧结在真空低压烧结炉中进行，高温阶段的烧结温度为1300～1500℃，烧结压力为1～5MPa，烧结时间为1～6h。

采用本方案的碳化钨/钴系多孔材料的制备方法，与现有技术相比，可以在不改变传统的粉末冶金烧结制备多孔材料设备的基础上，通过采用氧化钨粉、氧化钴粉及碳粉为原料，不掺入造孔剂，直接通过原料球磨混合、氢气还原、压坯脱脂、高温低压烧结等工艺，制备出具有贯通孔多、孔道可控制、孔壁光滑等优点的碳化钨/钴系粉末冶金多孔材料。所制备的多孔材料的孔隙度达到40％以上。用该工艺制备的碳化钨/钴系多孔材料可用于制造过滤、分离、导流、限流等原件，具有耐腐蚀耐高温特点。

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